Пероскитни слънчеви „стикери“ са почти тук: Как гъвкавите ламинирани покрития могат да превърнат стени, коли и покриви в електроцентрали

• Гъвкав перовскитен модул с WVTR ≈ 5.0 × 10⁻³ g/m²/ден запази 84% от мощността си след 2 000 часа при 85°C/85% RH (влажна топлина).
• Япония субсидира Sekisui Chemical за изграждане на 100 MW завод за перовскитни фолиа до 2027 г., за да помогне за достигане на около 20 GW капацитет до 2040 г.
• Anker демонстрира чадър за плаж с перовскитно захранване на CES 2025.
• Гъвкав перовскит/силициев тандем постигна сертифицирана ефективност от 29,88% в малко изследователско устройство.
• Китайски стартъп представи гъвкав модул с размери 1,2 м × 1,6 м, номинална мощност 260–300 W и тегло 2,04 кг (≈147 W/кг).
• Няколко производители са преминали тестовете за надеждност IEC 61215/61730 (включително 3× влажна топлина/термичен цикъл), което сигнализира за напредък към стандарти за гъвкави модули.
• Roll-to-roll производството може да изработва устройства при <150°C, с технико-икономическа прогноза ~$0,7/W при 1 000 000 m²/год.
• Бариера филми и крайни уплътнения са критични; стратегиите включват PIB лепила и ламиниране с ниско напрежение за намаляване на термични/механични повреди.
• Управлението на оловото включва външни бариерни капсулиращи материали и вътрешни допанти за обездвижване на Pb, плюс планове за рециклиране в края на живота.
• Пилотните проекти по фасади в Япония и демонстрациите на Expo 2025 сочат към фасадни обвивки, извити фасади и преносими устройства като краткосрочни цели.

Ултра тънки перовскитни фотоволтаици, ламинирани върху гъвкави фолиа, преминават от лабораторията към пазара. Япония инвестира мащабно (милиарди), а първите продукти и пилотни проекти вече се появяват. Обещанието: лека енергия върху извити или ограничени по тегло повърхности с бързо, нискотемпературно, roll-to-roll производство. Предизвикателствата: издръжливост (влага/топлина), безопасно управление на оловото и сертифициране, което дава доверие на инвеститорите. ^[1], ^[2], ^[3]

Какво имаме предвид под „фотоволтаици от перовскити в гъвкави ламинати“

Перовскитите са клас кристални материали, които преобразуват светлината в електричество много ефективно и могат да се обработват от мастила при ниски температури. Гъвкавите ламинати пакетират тези клетки между полимерни бариерни фолиа и лепила (вместо тежко стъкло), създавайки тънки, леки соларни листове, които могат да се огъват и прилепват към повърхности като фасади, мембрани, превозни средства, палатки и IoT устройства. ^{[4] [5] [6]}

Типичната гъвкава структура изглежда така (отпред назад):

• прозрачен полимерен субстрат (напр. PET или PI) с тънък проводим слой,
• електронни/дупкови транспортни слоеве,
• перовскитният абсорбер,
• тънък заден електрод (метал, въглерод или прозрачен проводник),
• капсулиращо лепило (POE/EVA/PIB и др.),
• ултрабариерен заден филм (за да не проникват вода/кислород), плюс уплътнения по ръбовете. ^[7], ^[8]

Защо ламинатите са важни: водната пара бързо уврежда перовскитите, така че скоростта на пропускане на водна пара (WVTR) на бариерата и процесът на ламиниране определят живота. В скорошни тестове, модули с най-плътната бариера в изследването (WVTR ≈ 5.0 × 10⁻³ g/m²/ден) запазват 84% от мощността си след 2,000 ч при 85 °C/85% RH (Damp‑Heat). По-слабите бариери се провалят много по-рано. ^[9]

Какво се промени през 2024–2025?

• Националната инициатива на Япония. Правителството подкрепя гъвкавите перовскити, за да оспори доминацията на Китай в PV, включително големи субсидии за Sekisui Chemical за изграждане на 100 MW завод за перовскитови филми до 2027. Целта на Япония е ~20 GW перовскитова мощност до 2040 г. ^[10], ^[11], ^[12]
• Първи демонстрации, близки до потребителите. Anker показа перовскитов плажен чадър на CES 2025 (маркетинговите твърдения са смели и не са независимо потвърдени), което показва как перовскитите могат да захранват извити, преносими устройства. ^[13]
• Рекорди за ефективност при гъвкави устройства. Изследователи съобщиха за 29.88% сертифицирана ефективност за гъвкав перовскитов/силициев монолитен тандем (малка площ, изследователско устройство) — постижение, което стеснява разликата между гъвкавите и твърдите устройства. ^[14]
• По-големи гъвкави модули. Китайски стартъп представи 1,2 м × 1,6 м гъвкав модул с мощност 260–300 W и тегло само 2,04 кг (~147 W/кг), което показва висока специфична мощност за повърхности с ограничено тегло. (Твърдения на доставчика; ранен етап.) ^[15]
• Към банковата надеждност. Няколко китайски производители съобщиха, че са преминали IEC 61215/61730 режими за надеждност (и дори 3× ускорено стареене) — засега основно за твърди перовскитни модули, но това показва бърз напредък към стандартизирана издръжливост. ^[16]

„Когато имате технология в много ранен етап, имате възможност да я проектирате по-добре.“ — Джоуи Лутър, NREL. ^[17]

Как се произвеждат гъвкавите перовскитни ламинати (и защо капсулирането е решаващо)

1. Изработка на устройства при ниска температура
   Перовскитните слоеве и контакти могат да се отпечатват или нанасят при <150 °C и да се мащабират с roll‑to‑roll инструменти — същата производствена логика, използвана за опаковки или батерийни фолиа. Технико-икономическо проучване от 2024 г. за изцяло R2R перовскити прогнозира ~$0,7/W при 1 000 000 м²/год с възможност за допълнително намаляване на разходите при увеличаване на мащаба. ^[18]
2. Ламиниране и лепила
   Конвенционалното PV ламиниране (за стъклени модули) използва ~150–160 °C за POE/EVA кръстосано свързване. Тази температура може да навреди на перовскитите, затова се появиха две стратегии:
   • Инженеринг на клетката да издържа вакуумно ламиниране при 150 °C (напр. вътрешни дифузионни бариери, ALD SnOₓ), илиНамаляване на стреса/температурата при ламиниране с вискоеластични PIB-базирани лепила или подходи при стайна температура/ниско налягане, намалявайки термичния/механичния шок. ^[19], ^[20], ^[21]
   Изследователите също демонстрираха изостатично пресово ламиниране за формиране на здрави интерфейси без увреждане на устройството — полезно за архитектури с голяма площ или с въглеродни електроди. ^[22]
3. Бариера филми и крайни уплътнения
   Влагата е основният режим на повреда. Освен висококачествени бариерни филми (често многослойни неорганични/органични структури), крайни уплътнители (напр. бутил) и лепилни химии се настройват да блокират водата и да обездвижват оловото при повреда. Множество прегледи и изследвания през 2024–2025 г. каталогизират силни кандидати за капсулиране и стратегии за секвестиране на олово. ^[23], ^[24], ^[25]

„Перовскитните слънчеви клетки… предлагат уникални възможности… Въпреки това, стабилността… е слаба в сравнение с конвенционалните материали, което може да се подобри чрез… капсулиране с бариерни филми.“ — Проф. Такаши Минемото, Университет Рицумейкан. ^[26]

Снимка на представянето (2025)

• Лабораторни гъвкави тандеми:29,88% сертифицирани (перовскит/силиций, малка площ). ^[27]
• Комерсиализация на еднослойни модули: Докладвани гъвкави модули 260–300 W при 2,04 кг; други докладват 18,1% ефективност на модула (твърд), потвърдена от NREL — показва бързи подобрения на модулно ниво. ^[28]
• Механична издръжливост: Гъвкави клетки, запазващи ~96% ефективност след 10 000 огъвания при радиус 5 мм, са докладвани в изследване от 2024 г.; тандемите с тънък силиций са запазили представянето си след 2 000 цикъла на огъване. (Тестовите условия варират.) ^{[29] [30]}

„Въведохме концепцията за композитни материали в дизайна на интерфейса… постигайки резултати, недостижими с традиционното инженерство на интерфейси.“ — Д-р Гуо Пенгфей, HKUST. ^[31]

Къде най-добре се вписват гъвкавите ламинати

• Обвивки/мембрани на сгради— покриви с ограничено тегло, извити фасади, временни конструкции. В Япония са пилотирани перовскитни фолиа върху външни части на сгради, а на Експо 2025 се представят перовскитни фолиа в обществени пространства. ^[32], ^[33]
• Превозни средства и мобилност— извити повърхности (покриви, обтекатели), ремаркета и дронове се възползват от висок W/kg и съвместимост с формата. ^[34]
• Преносими и IoT устройства— чадъри, палатки, табели и устройства с ниска консумация, където реакцията при слаба светлина и форм-факторът са по-важни от абсолютната цена $/W. ^[35]

Безопасност и устойчивост: въпросът с оловото (и реалните решения)

Повечето високоефективни перовскити използват малко количество олово. Рискът възниква, ако модулът бъде счупен и накиснат. Мерките за намаляване на риска включват:

• Външни: плътни бариерни фолиа + здрави ръбови уплътнения + олово-свързващи капсулиращи материали за обездвижване на Pb при повреда на ламината.
• Вътрешни: допанти и добавки, които улавят Pb вътре в микроструктурата на перовскита; дизайни, които улесняват рециклирането в края на живота. ^[36], ^[37], ^[38]

Скорошни изследвания показват, че ламиниращите химии и слоевете за секвестрация могат да намалят изтичането на олово с порядъци; прегледи през 2025 обобщават приложими материали (полимери, смоли, наночастици) и пътища за кръговост. ^[39], ^[40]

Банкова надеждност и стандарти: как ще изглежда „доброто“

• Тестове на модули: Преминаването на IEC 61215/61730 е базовото изискване за външни PV. През 2025 производителите докладваха сертификати (главно за твърди перовскити), включително тройно-усилено стареене (3× влажно-топлинно/термоциклиране), което е силен индикатор за издръжливост. Гъвкавите модули трябва да отговарят на подобни или адаптирани критерии с развитието на стандартите. ^[41]
• Съвместимост с производството: Стандартната вакуумна ламинация при ~150 °C натоварва перовскитите — затова или се използват устойчиви на ламиниране структури или лепила/преси с ниско напрежение. ^{[42] [43]}
• Бариера – ефективност: Контролирани изследвания свързват WVTR директно с оцеляването при влажно-топлинни условия; изберете филми с ултра-нисък WVTR и доказани уплътнения на ръбовете. ^[44]

Разходи и икономика (начални, но обнадеждаващи)

• Нови R2R линии (мастило/slot-die, blade, PVD/ALD за контакти) могат да достигнат ~$0.7/W при мащаб, с допълнително намаляване по кривата на обучение. LCOE зависи най-много от ефективност и живот; анализите сочат, че перовскитите стават привлекателни, когато модулите преминат ~20–24% и издържат 15–25+ години, особено в леки/гъвкави ниши с икономии от BOS. ^{[45] [46]}

Дребният шрифт: реалности от последните две години

• Хайп срещу затвърждаване: Наред с реалния напредък, някои високопрофилни пионери във флексибилните технологии изпитаха финансови затруднения (напр. Saule Technologies съобщи за сериозни проблеми през 2025 г.). Подхождайте с необходимата дължима проверка към ефектните демонстрации и маркетингови спецификации. ^{[47] [48]}
• Твърденията изискват данни от трета страна: Ранните потребителски устройства (като перовскитовия чадър) цитират впечатляващи ефективности, но независимата верификация е рядкост. Изисквайте сертифицирани тестови доклади. ^[49]

Как да оцените флексибилен перовскитов ламинат днес

Попитайте доставчиците за:

1. Доказателства за сертификация: Доклади от тестове по IEC 61215/61730 (или еквивалент) за точната продуктова ревизия. ^[50]
2. Спецификации на бариерата: WVTR/OTR стойности на ламината и системата за запечатване на ръбовете; резултати от тестове за влажност и топлина (85 °C/85% RH) и UV. ^[51]
3. Термичен процесен прозорец: Температура/време на ламиниране и доказателства, че устройството оцелява процеса (напр. PCE преди/след ламиниране, EL изображения). ^[52]
4. Механични данни: Радиус на огъване и цикли, при които се запазват ≥90–95% от производителността. ^[53]
5. Управление на оловото: Химия на капсулиращия материал и мерки за улавяне на олово; EHS документация и план за рециклиране в края на жизнения цикъл. ^{[54] [55]}
6. Гаранция и пилотни инсталации: Местоположения, продължителност и наблюдавана ефективност на реални инсталации (идеално 12–24+ месеца).

Експертни цитати, които можете да използвате

• NREL (устойчивостта на първо място): „Насочването на перовскитните фотоволтаици към по-голяма устойчивост има повече смисъл на този етап.“ — Джоуи Лутър. ^[56]
• Ritsumeikan Univ. (бариерата има значение): „Стабилността… може да се подобри чрез… капсулиране с бариерни филми.“ — Такаши Минемото. ^[57]
• HKUST (интерфейси по дизайн): „Въведохме концепцията за композитни материали в дизайна на интерфейса…“ — Гуо Пенгфей. ^[58]

Перспективи: какво да следим по-нататък

1. Мащабиране на линии за филмов тип (напр. 100 MW на Sekisui до 2027 г.) и как се развиват добивите при R2R производство. ^[59]
2. Банкова експлоатационна продължителност: Повече външни IEC преминавания (включително за гъвкави продукти), по-дълги външни набори от данни и гаранции ≥10–15 години. ^[60]
3. По-безопасни слоеве: По-широко използване на олово-свързващи лепила/филми и логистика за рециклиране в края на живота. ^[61]
4. Хибридни архитектури: Тънък силиций + перовскитни тандеми върху гъвкави носители за по-висока ефективност без компромис с огъваемостта. ^[62]

Актуални заглавия и ключови репортажи (актуализирано към 15 август 2025)

• Япония залага 1,5 милиарда долара на ултратънки гъвкави перовскити (политика + индустриално развитие). ^[63]
• Qcells съобщава за напредък при големи перовскит-върху-силиций клетки (от значение за тандемите/бъдещи ламинирани продукти). ^[64]
• Пероскитовият чадър на Anker сигнализира за потребителски експерименти (спецификациите не са потвърдени). ^[65]

Ново отразяване: перовскитови фотоволтаици и гъвкави ламинати (2025) ^{[66] [67]}

Допълнително четиво (подбрани изследвания и анализи)

• Рол-ту-рол производство и разходи: Nature Communications (2024) прогнозира ~$0.7/W при мащаб. ^[68]
• Иновации в ламинирането: Лепила с ниско напрежение PIB (2024) и изостатично пресово ламиниране (2024). ^[69]
• Доказателства за бариерни фолиа: Изследване на влажност и топлина, свързващо WVTR с оцеляването (2025). ^[70]
• Пробив при гъвкави тандеми: 29.88% сертифицирани (2025). ^[71]
• Индустриално внедряване: Снимки на напредъка през 2025 и постижения при модулите. ^[72]

В обобщение

References

1. www.ft.com, 2. www.sciencedirect.com, 3. www.nature.com, 4. www.sciencedirect.com, 5. pubs.acs.org, 6. pubs.acs.org, 7. images.assettype.com, 8. link.aps.org, 9. en.ritsumei.ac.jp, 10. www.ft.com, 11. www.pv-tech.org, 12. techxplore.com, 13. www.theverge.com, 14. www.nature.com, 15. www.pv-magazine.com, 16. www.perovskite-info.com, 17. www.nrel.gov, 18. www.nature.com, 19. research-hub.nrel.gov, 20. www.nature.com, 21. images.assettype.com, 22. www.nature.com, 23. pubs.acs.org, 24. pubs.aip.org, 25. pubs.rsc.org, 26. en.ritsumei.ac.jp, 27. www.nature.com, 28. www.pv-magazine.com, 29. www.azocleantech.com, 30. www.nature.com, 31. techxplore.com, 32. www.sekisuichemical.com, 33. advanced.onlinelibrary.wiley.com, 34. automotive.messefrankfurt.com, 35. www.theverge.com, 36. pubs.aip.org, 37. pubs.acs.org, 38. www.nature.com, 39. onlinelibrary.wiley.com, 40. www.sciencedirect.com, 41. www.perovskite-info.com, 42. research-hub.nrel.gov, 43. www.nature.com, 44. en.ritsumei.ac.jp, 45. www.nature.com, 46. pubs.rsc.org, 47. www.perovskite-info.com, 48. www.pvtime.org, 49. www.theverge.com, 50. couleenergy.com, 51. en.ritsumei.ac.jp, 52. research-hub.nrel.gov, 53. www.azocleantech.com, 54. pubs.aip.org, 55. www.nature.com, 56. www.nrel.gov, 57. en.ritsumei.ac.jp, 58. techxplore.com, 59. www.pv-tech.org, 60. www.perovskite-info.com, 61. pubs.aip.org, 62. www.nature.com, 63. www.ft.com, 64. www.reuters.com, 65. www.theverge.com, 66. www.ft.com, 67. www.reuters.com, 68. www.nature.com, 69. www.nature.com, 70. en.ritsumei.ac.jp, 71. www.nature.com, 72. www.pv-magazine.com, 73. www.ft.com, 74. research-hub.nrel.gov, 75. www.perovskite-info.com