- Ohebný perovskitový modul s WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/den si po 2 000 hodinách při 85°C/85% RH (Damp-Heat) zachoval 84 % svého výkonu.
- Japonsko dotuje společnost Sekisui Chemical na výstavbu 100MW závodu na výrobu perovskitových fólií do roku 2027, aby pomohlo dosáhnout přibližně 20 GW kapacity do roku 2040.
- Společnost Anker předvedla na veletrhu CES 2025 plážový slunečník poháněný perovskitem.
- Ohebný tandem perovskit/křemík dosáhl certifikované účinnosti 29,88 % v malém výzkumném zařízení.
- Čínský startup představil ohebný modul o rozměrech 1,2 m × 1,6 m s výkonem 260–300 W a hmotností 2,04 kg (≈147 W/kg).
- Několik výrobců prošlo zkouškami spolehlivosti IEC 61215/61730 (včetně 3× damp-heat/thermal cycling), což signalizuje pokrok směrem ke standardům pro ohebné moduly.
- Výroba roll-to-roll může vyrábět zařízení při teplotách <150°C, s techno-ekonomickou projekcí ~$0,7/W při 1 000 000 m²/rok.
- Kritické jsou bariérové fólie a okrajové těsnění; strategie zahrnují lepidla PIB a laminaci s nízkým napětím pro snížení tepelného/mechanického poškození.
- Opatření pro řízení olova zahrnují vnější bariérové zapouzdření a vnitřní dopanty pro imobilizaci Pb, plus plány na recyklaci na konci životnosti.
- Japonské pilotní projekty na budovách a demonstrace na Expo 2025 ukazují na fasády budov, zakřivené plochy a přenosná zařízení jako krátkodobé cíle.
Ultratenké perovskitové fotovoltaiky laminované na ohebné fólie přecházejí z laboratoře na trh. Japonsko masivně investuje (miliardy) a objevují se první produkty a pilotní projekty. Příslib: lehký zdroj energie na zakřivených nebo hmotnostně omezených površích s rychlou, nízkoteplotní výrobou roll-to-roll. Překážky: odolnost (vlhkost/teplo), bezpečné řízení olova a certifikace pro financování. [1], [2], [3]
Co myslíme „fotovoltaikou z perovskitů v ohebných laminátech“
Perovskity jsou třída krystalických materiálů, které velmi účinně přeměňují světlo na elektřinu a lze je zpracovávat z inkoustů při nízkých teplotách. Ohebné lamináty balí tyto články mezi polymerní bariérové fólie a lepidla (místo těžkého skla), čímž vznikají tenké, lehké solární fólie, které se mohou ohýbat a přizpůsobit povrchům jako jsou fasády, membrány, vozidla, stany a IoT zařízení. [4][5] [6]
Typická ohebná struktura vypadá takto (zepředu dozadu):
- průhledný polymerní substrát (např. PET nebo PI) s tenkou vodivou vrstvou,
- vrstvy pro transport elektronů/děr,
- perovskitový absorbér,
- tenká zadní elektroda (kov, uhlík nebo transparentní vodič),
- zapouzdřovací lepidlo (POE/EVA/PIB atd.),
- ultrabarierová zadní fólie (pro vyloučení vody/kyslíku), plus okrajové těsnění. [7], [8]
Proč na laminátech záleží: vodní pára rychle poškozuje perovskity, takže životnost určuje propustnost bariéry pro vodní páru (WVTR) a proces laminace. V nedávných testech moduly s nejtěsnější bariérou ve studii (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/den) si udržely 84 % svého výkonu po 2 000 h při 85 °C/85 % RH (Damp‑Heat). Slabší bariéry selhaly mnohem dříve. [9]
Co se změnilo v letech 2024–2025?
- Japonská národní iniciativa. Vláda podporuje flexibilní perovskity, aby vyzvala čínskou dominanci v oblasti fotovoltaiky, včetně velkých dotací pro Sekisui Chemical na výstavbu 100 MW továrny na perovskitové fólie do roku 2027. Japonský cíl je ~20 GW perovskitové kapacity do roku 2040. [10], [11], [12]
- První demonstrace blízké spotřebitelům. Anker předvedl na CES 2025 perovskitový plážový slunečník (marketingová tvrzení jsou odvážná a nebyla nezávisle ověřena), což ukazuje, jak mohou perovskity napájet zakřivená, přenosná zařízení. [13]
- Rekordy v účinnosti flexibilních zařízení. Vědci oznámili certifikovanou účinnost 29,88 % pro flexibilní perovskit/křemíkový monolitický tandem (malá plocha, výzkumné zařízení) — milník, který zmenšuje rozdíl mezi flexibilními a pevnými zařízeními. [14]
- Větší flexibilní moduly. Čínský startup představil 1,2 m × 1,6 m flexibilní modul s výkonem 260–300 W a hmotností pouze 2,04 kg (~147 W/kg), což ukazuje na vysoký specifický výkon na plochách s omezenou nosností. (Tvrdí výrobce; raná fáze.) [15]
- Směrem k bankovatelnosti. Několik čínských výrobců oznámilo splnění požadavků spolehlivosti IEC 61215/61730 (a dokonce i 3× zrychlené stárnutí) — zatím většinou pro rigidní perovskitové moduly, což však signalizuje rychlý pokrok směrem ke standardizované odolnosti. [16]
„Když máte technologii v jejích úplných začátcích, máte možnost ji navrhnout lépe.“ — Joey Luther, NREL. [17]
Jak se vyrábějí flexibilní perovskitové lamináty (a proč je zapouzdření klíčové)
- Výroba zařízení při nízké teplotě
Perovskitové vrstvy a kontakty lze tisknout nebo nanášet při <150 °C a škálovat pomocí roll‑to‑roll nástrojů — stejné výrobní logiky, jaká se používá pro obaly nebo fólie do baterií. Techno-ekonomická studie z roku 2024 pro plně R2R perovskity předpovídá ~$0,7/W při 1 000 000 m²/rok s prostorem pro další pokles nákladů při rozšiřování linek. [18] - Laminace & lepidla
Konvenční laminace FV (pro skleněné moduly) využívá ~150–160 °C pro síťování POE/EVA. Tato teplota může poškodit perovskity, proto se objevily dvě strategie:- Navrhnout článek, aby přežil vakuovou laminaci při 150 °C (např. vnitřní difuzní bariéry, ALD SnOₓ), neboSnížit napětí/teplotu při laminaci pomocí viskoelastických lepidel na bázi PIB nebo metod při pokojové teplotě/nízkém tlaku, což snižuje tepelné/mechanické namáhání. [19], [20], [21]
- Bariérové fólie & okrajové těsnění
Vlhkost je hlavní příčinou selhání. Kromě vysoce kvalitních bariérových fólií (často vícevrstvé anorganické/organické vrstvy) jsou okrajová těsnění (např. butyl) a lepicí chemie upravovány tak, aby blokovaly vodu a v případě poškození znehybnily olovo. Několik recenzí a studií v letech 2024–2025 katalogizuje silné kandidáty na zapouzdření a strategie sekvestrace olova. [23], [24], [25]
„Perovskitové solární články… nabízejí jedinečné příležitosti… Stabilita je však slabá ve srovnání s konvenčními materiály, což lze zlepšit… zapouzdřením bariérovými fóliemi.“ — Prof. Takashi Minemoto, Ritsumeikan Univ. [26]
Přehled výkonu (2025)
- Laboratorní flexibilní tandemy:29,88 % certifikováno (perovskit/křemík, malá plocha). [27]
- Komercializace jednočlánkových modulů: Uváděné flexibilní moduly 260–300 W při 2,04 kg; jiné uvádějí 18,1 % účinnost modulu (pevný) ověřenou NREL — což naznačuje rychlý pokrok na úrovni modulů. [28]
- Mechanická odolnost: Flexibilní články si zachovaly ~96 % účinnosti po 10 000 ohybech při poloměru 5 mm podle výzkumu z roku 2024; tandemy s tenkým Si si udržely výkon po 2 000 cyklech ohybu. (Testovací sestavy se liší.) [29][30]
„Zavedli jsme koncept kompozitních materiálů do návrhu rozhraní… dosáhli jsme výsledků, kterých nelze dosáhnout tradičním inženýrstvím rozhraní.“ — Dr. Guo Pengfei, HKUST. [31]
Kde se flexibilní lamináty uplatní nejlépe
- Obálky budov / membrány—střechy s omezenou hmotností, zakřivené fasády, dočasné stavby. Japonsko pilotně testovalo perovskity ve formě fólií na vnějších plochách budov a Expo 2025 představuje perovskitové fólie ve veřejných prostorech. [32], [33]
- Vozidla & mobilita—zakřivené povrchy (střechy, kapotáže), přívěsy a drony těží z vysokého W/kg a přizpůsobivosti. [34]
- Přenosná zařízení & IoT—deštníky, stany, značení a nízkopříkonová zařízení, kde je důležitější odezva při nízkém osvětlení a tvar než absolutní $/W. [35]
Bezpečnost & udržitelnost: otázka olova (a skutečná řešení)
Většina vysoce výkonných perovskitů používá malé množství olova. Riziko nastává, pokud je modul rozbitý a namočený. Opatření zahrnují:
- Vnější: těsné bariérové fólie + robustní okrajové těsnění + zapouzdření vážící olovo, které imobilizuje Pb, pokud je laminát poškozen.
- Vnitřní: dopanty a aditiva, která zachycují Pb uvnitř mikrostruktury perovskitu; návrhy usnadňující recyklaci na konci životnosti. [36], [37], [38]
Bankovatelnost & standardy: jak bude vypadat „dobré“
- Testy modulů: Splnění IEC 61215/61730 je základním požadavkem pro venkovní FV. V roce 2025 výrobci hlásili certifikace (většinou rigidních perovskitů), včetně trojnásobného stárnutí (3× vlhko-teplo/teplotní cyklování), což je silný ukazatel odolnosti. Flexibilní moduly musí splnit podobná nebo upravená kritéria, jak se standardy vyvíjejí. [41]
- Výrobní kompatibilita: Standardní vakuová laminace při ~150 °C zatěžuje perovskity — proto buď použít laminaci odolné vrstvy zařízení nebo lepidla/lisy s nízkým napětím. [42][43]
- Výkonnost bariéry: Kontrolované studie spojují WVTR přímo s přežitím při vlhku a teple; vybírejte filmy s ultra-nízkým WVTR a ověřená těsnění hran. [44]
Náklady & ekonomika (zatím brzy, ale povzbudivé)
- Nově vznikající R2R linky (ink/slot-die, blade, PVD/ALD pro kontakty) by mohly dosáhnout ~$0,7/W ve velkém měřítku, s dalším snižováním díky učící křivce. LCOE závisí nejvíce na účinnosti a životnosti; analýzy naznačují, že perovskity se stávají atraktivními, jakmile moduly překročí ~20–24 % a vydrží 15–25+ let, zejména v lehkých/flexibilních segmentech s úsporami BOS. [45][46]
Drobné písmo: realita posledních dvou let
- Hype vs. realita: Vedle skutečného pokroku mělo několik známých průkopníků v oblasti flexibilních technologií finanční potíže (např. Saule Technologies hlásila vážné problémy v roce 2025). K nápadným ukázkám a marketingovým údajům přistupujte s náležitou opatrností. [47][48]
- Tvrdá data od třetích stran: První spotřebitelská zařízení (například perovskitový deštník) uvádějí působivé účinnosti, ale nezávislé ověření je vzácné. Požadujte certifikované zkušební protokoly. [49]
Jak dnes hodnotit flexibilní perovskitový laminát
Ptejte se dodavatelů na:
- Důkazy o certifikaci: Zkušební protokoly IEC 61215/61730 (nebo ekvivalentní) pro konkrétní revizi produktu. [50]
- Parametry bariéry: Hodnoty WVTR/OTR laminátu a systému utěsnění hran; výsledky testů vlhkosti a tepla (85 °C/85% RH) a UV testů. [51]
- Tepelné procesní okno: Teplota/čas laminace a důkazy, že zařízení proces přežije (např. PCE a EL snímky před/po laminaci). [52]
- Mechanická data: Poloměr ohybu a počet cyklů, při kterých je zachováno ≥90–95 % výkonu. [53]
- Řízení olova: Chemie zapouzdření a opatření pro zachytávání olova; EHS dokumentace a plán recyklace na konci životnosti. [54][55]
- Záruka & pilotní instalace: Lokality, délka trvání a monitorovaný výkon skutečných instalací (ideálně 12–24 měsíců+).
Citace odborníků, které můžete použít
- NREL (udržitelnost na prvním místě): „Posouvat perovskitové FV směrem k vyšší udržitelnosti dává v této fázi větší smysl.“ — Joey Luther. [56]
- Ritsumeikan Univ. (záleží na bariérách): „Stabilitu… lze zlepšit… zapouzdřením pomocí bariérových fólií.“ — Takashi Minemoto. [57]
- HKUST (rozhraní navržená na míru): „Zavedli jsme koncept kompozitních materiálů do návrhu rozhraní…“ — Guo Pengfei. [58]
Výhled: co sledovat dál
- Škálování výroby fóliových linek (např. Sekisui 100 MW do roku 2027) a jak se vyvíjí výtěžnost při R2R produkci. [59]
- Bankovatelné životnosti: Více nezávislých IEC testů (včetně flexibilních produktů), delší venkovní datové sady a záruky ≥10–15 let. [60]
- Bezpečnější vrstvy: Širší využití lepidel/fólií zachycujících olovo a recyklační logistika na konci životnosti. [61]
- Hybridní architektury: Tenký křemík + perovskitové tandemy na flexibilních nosičích pro vyšší účinnost bez ztráty ohebnosti. [62]
Aktuální titulky & klíčové zprávy (aktualizováno k 15. srpnu 2025)
- Japonská sázka 1,5 miliardy $ na ultratenké flexibilní perovskity (politika + rozvoj průmyslu). [63]
- Qcells hlásí pokrok u velkoplošných perovskit-na-křemíku článků (důležité pro tandemy/budoucí lamináty). [64]
- Ankerův perovskitový deštník signalizuje spotřebitelské experimentování (specifikace neověřeny). [65]
Nové zpravodajství: perovskitové FV & flexibilní lamináty (2025)[66][67]
Další čtení (vybrané výzkumy & analýzy)
- Výroba roll‑to‑roll & náklady: Nature Communications (2024) předpovídá ~$0,7/W ve velkém měřítku. [68]
- Inovace v laminaci: Nízkostresová PIB lepidla (2024) a izostatická laminace lisem (2024). [69]
- Důkazy o bariérových fóliích: Studie vlhkého tepla spojující WVTR s životností (2025). [70]
- Milník flexibilních tandemů: 29,88 % certifikováno (2025). [71]
- Zavádění v průmyslu: Přehled pokroku v roce 2025 a zisky modulů. [72]
Shrnutí
Ohebné perovskitové lamináty už nejsou jen sci-fi nápad. Díky významnému státnímu financování, viditelným pilotním projektům a rychle se zlepšující vědě o zapouzdření jsou na dobré cestě sloužit v lehkých, přizpůsobivých segmentech, kam skleněné moduly nemohou — a to za atraktivních ekonomických podmínek, pokud budou splněny požadavky na životnost. Dávejte pozor na kvalitu bariéry, napětí při laminaci a nezávislé certifikace, až uvidíte další titulek o „solární nálepce“. [73], [74], [75]
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
