- Un modulo perovskitico flessibile con WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/giorno ha mantenuto l’84% della sua potenza dopo 2.000 ore a 85°C/85% UR (Damp-Heat).
- Il Giappone sta sovvenzionando Sekisui Chemical per costruire un impianto perovskitico di tipo film da 100 MW entro il 2027, per aiutare a raggiungere circa 20 GW di capacità entro il 2040.
- Anker ha presentato un ombrellone da spiaggia alimentato a perovskite al CES 2025.
- Un tandem flessibile perovskite/silicio ha raggiunto un’efficienza certificata del 29,88% in un dispositivo di ricerca di piccola area.
- Una startup cinese ha presentato un modulo flessibile da 1,2 m × 1,6 m con una potenza nominale di 260–300 W e un peso di 2,04 kg (≈147 W/kg).
- Diversi produttori hanno superato i test di affidabilità IEC 61215/61730 (inclusi 3× damp-heat/thermal cycling), segnalando progressi verso standard per moduli flessibili.
- La produzione roll-to-roll può fabbricare dispositivi a <150°C, con una proiezione tecnico-economica di ~$0,7/W a 1.000.000 m²/anno.
- I film barriera e le sigillature perimetrali sono fondamentali; le strategie includono adesivi PIB e laminazione a bassa tensione per ridurre i danni termici/meccanici.
- Gli sforzi per la gestione del piombo includono incapsulanti barriera esterni e droganti interni per immobilizzare il Pb, oltre a piani di riciclo a fine vita.
- I progetti pilota su edifici in Giappone e le dimostrazioni a Expo 2025 indicano come obiettivi a breve termine le pelli edilizie, le facciate curve e i dispositivi portatili.
I fotovoltaici ultra-sottili a perovskite laminati su film flessibili stanno passando dal laboratorio al mercato. Il Giappone sta investendo molto (miliardi) e stanno comparendo i primi prodotti e progetti pilota. La promessa: energia leggera su superfici curve o con limiti di peso, con una produzione rapida, a bassa temperatura e roll-to-roll. Gli ostacoli: durabilità (umidità/calore), gestione sicura del piombo e certificazione bancabile. [1], [2], [3]
Cosa intendiamo per “fotovoltaico da perovskiti in laminati flessibili”
Le perovskiti sono una classe di materiali cristallini che convertono la luce in elettricità in modo molto efficiente e possono essere processati da inchiostri a basse temperature. I laminati flessibili racchiudono queste celle tra film barriera polimerici e adesivi (invece del vetro pesante), creando fogli solari sottili e leggeri che possono piegarsi e adattarsi a superfici come facciate, membrane, veicoli, tende e dispositivi IoT. [4][5] [6]
Una tipica pila flessibile appare così (davanti a dietro):
- substrato polimerico trasparente (ad es. PET o PI) con uno strato conduttivo sottile,
- strati di trasporto elettroni/lacune,
- l’assorbitore perovskitico,
- un elettrodo posteriore sottile (metallo, carbonio o conduttore trasparente),
- adesivo incapsulante (POE/EVA/PIB, ecc.),
- film posteriore ultrabarriera (per tenere fuori acqua/ossigeno), più sigilli perimetrali. [7], [8]
Perché i laminati sono importanti: il vapore acqueo danneggia rapidamente le perovskiti, quindi il tasso di trasmissione del vapore acqueo (WVTR) della barriera e il processo di laminazione determinano la durata. In test recenti, i moduli che utilizzavano la barriera più stretta dello studio (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/giorno) hanno mantenuto l’84% della loro potenza dopo 2.000 h a 85 °C/85% UR (Damp‑Heat). Barriere più deboli hanno fallito molto prima. [9]
Cosa è cambiato nel 2024–2025?
- L’iniziativa nazionale del Giappone. Il governo sostiene le perovskiti flessibili per sfidare il dominio cinese nel fotovoltaico, inclusi importanti sussidi per Sekisui Chemical per costruire un impianto di perovskite di tipo film da 100 MW entro il 2027. L’obiettivo del Giappone è ~20 GW di capacità perovskite entro il 2040. [10], [11], [12]
- Prime dimostrazioni vicine al consumatore. Anker ha presentato un’ombrellone da spiaggia alimentato a perovskite al CES 2025 (le affermazioni di marketing sono audaci e non verificate in modo indipendente), riflettendo come le perovskiti possano alimentare dispositivi curvi e portatili. [13]
- Record di efficienza per il flessibile. I ricercatori hanno riportato un’efficienza certificata del 29,88% per un tandem monolitico flessibile perovskite/silicio (piccola area, dispositivo da ricerca) — una pietra miliare che riduce il divario tra flessibile e rigido. [14]
- Moduli flessibili più grandi. Una startup cinese ha introdotto un modulo flessibile da 1,2 m × 1,6 m con una potenza nominale di 260–300 W e solo 2,04 kg (~147 W/kg), indicando un’elevata potenza specifica per superfici con limiti di peso. (Dati del fornitore; fase iniziale.) [15]
- Verso la bancabilità. Diversi produttori cinesi hanno riferito di aver superato i regimi di affidabilità IEC 61215/61730 (e persino invecchiamento accelerato 3×) — finora principalmente per moduli perovskitici rigidi, ma ciò segnala rapidi progressi verso una durabilità standardizzata. [16]
“Quando hai una tecnologia nelle sue primissime fasi, hai la possibilità di progettarla meglio.” — Joey Luther, NREL. [17]
Come vengono realizzati i laminati perovskitici flessibili (e perché l’incapsulamento è cruciale)
- Fabbricazione di dispositivi a bassa temperatura
Gli strati di perovskite e i contatti possono essere stampati o rivestiti a <150 °C e scalati con strumenti roll‑to‑roll — la stessa logica produttiva usata per imballaggi o fogli per batterie. Uno studio tecno-economico del 2024 su perovskiti completamente R2R ha previsto un costo di ~$0,7/W a 1.000.000 m²/anno con margini per ulteriori riduzioni di costo man mano che le linee aumentano di scala. [18] - Laminazione & adesivi
La laminazione convenzionale per il fotovoltaico (per moduli in vetro) utilizza ~150–160 °C per la reticolazione di POE/EVA. Questa temperatura può danneggiare le perovskiti, quindi sono emerse due strategie:- Progettare la cella per resistere alla laminazione sotto vuoto a 150 °C (ad esempio, barriere interne alla diffusione, ALD SnOₓ), oppureRidurre lo stress/la temperatura di laminazione con adesivi viscoelastici a base di PIB o approcci a temperatura ambiente/bassa pressione, riducendo lo shock termico/meccanico. [19], [20], [21]
- Film barriera & sigillature perimetrali
L’umidità è la principale causa di guasto. Oltre a film barriera di alta qualità (spesso multistrato inorganico/organico), sigillanti perimetrali (ad es. butile) e chimiche adesive sono ottimizzati per bloccare l’acqua e immobilizzare il piombo in caso di danni. Numerose review e studi del 2024–2025 catalogano forti candidati per l’incapsulamento e strategie di sequestro del piombo. [23], [24], [25]
“Le celle solari a perovskite… offrono opportunità uniche… Tuttavia, la stabilità… è debole rispetto ai materiali convenzionali, ma può essere migliorata tramite… incapsulamento con film barriera.” — Prof. Takashi Minemoto, Ritsumeikan Univ. [26]
Istanza delle prestazioni (2025)
- Tandem flessibili su scala di laboratorio:29,88% certificato (perovskite/silicio, piccola area). [27]
- Commercializzazione di moduli a singola giunzione: Moduli flessibili riportati 260–300 W a 2,04 kg; altri riportano 18,1% di efficienza del modulo (rigido) verificata da NREL — indicando rapidi progressi a livello di modulo. [28]
- Durabilità meccanica: Celle flessibili che mantengono ~96% di efficienza dopo 10.000 piegature a un raggio di 5 mm sono state riportate in una ricerca del 2024; i tandem con Si sottile hanno mantenuto le prestazioni dopo 2.000 cicli di piegatura. (I setup di test variano.) [29][30]
“Abbiamo introdotto il concetto di materiali compositi nel design dell’interfaccia… ottenendo risultati irraggiungibili con l’ingegneria tradizionale delle interfacce.” — Dr. Guo Pengfei, HKUST. [31]
Dove si adattano meglio i laminati flessibili
- Involucri/membrane edilizie—tetti con limiti di peso, facciate curve, strutture temporanee. Il Giappone ha sperimentato perovskiti tipo film su esterni di edifici, e l’Expo 2025 presenta film di perovskite in spazi pubblici. [32], [33]
- Veicoli & mobilità—superfici curve (tetti, carenature), rimorchi e droni beneficiano di alto W/kg e conformabilità. [34]
- Portatili & IoT—ombrelli, tende, segnaletica e dispositivi a basso consumo, dove la risposta in condizioni di scarsa luce e il fattore di forma contano più del costo assoluto $/W. [35]
Sicurezza & sostenibilità: la questione del piombo (e le vere soluzioni)
La maggior parte delle perovskiti ad alte prestazioni utilizza una piccola quantità di piombo. Il rischio si presenta se un modulo viene rotto e bagnato. Le mitigazioni includono:
- Esterne: film barriera ermetici + sigillature perimetrali robuste + incapsulanti che legano il piombo per immobilizzare il Pb se il laminato è danneggiato.
- Interne: droganti e additivi che sequestrano il Pb all’interno della microstruttura della perovskite; design che facilitano il riciclo a fine vita. [36], [37], [38]
Ricerche recenti mostrano che le chimiche di laminazione e gli strati di sequestro possono ridurre le perdite di piombo di ordini di grandezza; le revisioni del 2025 riassumono materiali validi (polimeri, resine, nanoparticelle) e percorsi di circolarità. [39], [40]
Bancabilità & standard: come sarà il “buono”
- Test dei moduli: Il superamento della IEC 61215/61730 è la base per il fotovoltaico outdoor. Nel 2025, i produttori hanno riportato certificazioni (principalmente perovskiti rigide), inclusi test di invecchiamento triplo (3× umido-caldo/cicli termici), un forte indicatore di durabilità. I moduli flessibili devono soddisfare criteri simili o adattati man mano che gli standard evolvono. [41]
- Compatibilità produttiva: La laminazione standard sotto vuoto a ~150 °C stressa le perovskiti — quindi si usano stack di dispositivi tolleranti alla laminazione oppure adesivi/pressature a basso stress. [42][43]
- Prestazioni delle barriere: Studi controllati collegano il WVTR direttamente alla sopravvivenza in condizioni di umido-caldo; scegliere film a WVTR ultra-basso e sigillature perimetrali comprovate. [44]
Costi & economia (ancora agli inizi ma incoraggianti)
- Linee R2R emergenti (inchiostro/slot-die, blade, PVD/ALD per i contatti) potrebbero raggiungere ~$0,7/W su larga scala, con ulteriori riduzioni guidate dalla curva di apprendimento. L’LCOE dipende soprattutto da efficienza e durata; le analisi suggeriscono che le perovskiti diventano interessanti quando i moduli superano ~20–24% e durano 15–25+ anni, specialmente nei segmenti leggeri/flessibili con risparmi BOS. [45][46]
Le note in piccolo: realtà degli ultimi due anni
- Hype vs. consolidamento: Accanto a reali progressi, alcuni pionieri flessibili di alto profilo hanno avuto difficoltà finanziarie (ad es., Saule Technologies ha riportato gravi difficoltà nel 2025). Tratta demo appariscenti e specifiche di marketing con la dovuta diligenza. [47][48]
- Le affermazioni necessitano di dati terzi: I primi dispositivi consumer (come l’ombrello in perovskite) riportano efficienze sorprendenti, ma la verifica indipendente è rara. Chiedi report di test certificati. [49]
Come valutare oggi un laminato flessibile in perovskite
Chiedi ai fornitori:
- Prove di certificazione: Rapporti di test IEC 61215/61730 (o equivalenti) per la esatta revisione del prodotto. [50]
- Specifiche delle barriere: Valori WVTR/OTR del laminato e del sistema di sigillatura dei bordi; risultati dei test damp‑heat (85 °C/85% UR) e UV. [51]
- Finestra di processo termico: Temperatura/tempo di laminazione ed evidenza che il dispositivo sopravvive al processo (ad es., PCE pre/post‑laminazione, immagini EL). [52]
- Dati meccanici: Raggio e cicli di piegatura a cui viene mantenuta una performance ≥90–95%. [53]
- Gestione del piombo: Chimica dell’incapsulante e misure di cattura del piombo; documentazione EHS e piano di riciclo a fine vita. [54][55]
- Garanzia & progetti pilota sul campo: Località, durate e performance monitorata di installazioni reali (idealmente 12–24 mesi+).
Citazioni di esperti che puoi usare
- NREL (prima la sostenibilità): “Spingere il fotovoltaico a perovskite verso una maggiore sostenibilità ha più senso in questa fase.” — Joey Luther. [56]
- Univ. Ritsumeikan (le barriere contano): “La stabilità… può essere migliorata tramite… incapsulamento con film barriera.” — Takashi Minemoto. [57]
- HKUST (interfacce progettate): “Abbiamo introdotto il concetto di materiali compositi nella progettazione delle interfacce…” — Guo Pengfei. [58]
Prospettive: cosa osservare prossimamente
- Scale‑up delle linee di tipo film (ad es., 100 MW di Sekisui entro il 2027) e come evolvono le rese nella produzione R2R. [59]
- Durata bancabile: Più certificazioni IEC di terze parti (anche per prodotti flessibili), dataset outdoor più lunghi e garanzie ≥10–15 anni. [60]
- Stack più sicuri: Adozione più ampia di adesivi/film sequestranti il piombo e logistica di riciclo a fine vita. [61]
- Architetture ibride: Tandem silicio sottile + perovskite su supporti flessibili per maggiore efficienza senza sacrificare la flessibilità. [62]
Titoli attuali & principali reportage (aggiornato al 15 agosto 2025)
- La scommessa del Giappone da 1,5 miliardi di dollari sulle perovskiti ultra‑sottili e flessibili (politica + sviluppo industriale). [63]
- Qcells annuncia un avanzamento nelle celle perovskite‑su‑silicio di grande area (rilevante per tandem/laminati futuri). [64]
- L’ombrello perovskite di Anker segnala sperimentazione da parte dei consumatori (specifiche non verificate). [65]
Copertura aggiornata: PV perovskite & laminati flessibili (2025)[66][67]
Approfondimenti (ricerca e analisi selezionate)
- Produzione roll‑to‑roll & costi: Nature Communications (2024) prevede ~$0,7/W su larga scala. [68]
- Innovazioni nella laminazione: Adesivi PIB a bassa tensione (2024) e laminazione a pressa isostatica (2024). [69]
- Evidenze su film barriera: Studio damp‑heat che collega WVTR alla sopravvivenza (2025). [70]
- Traguardo tandem flessibile: 29,88% certificato (2025). [71]
- Diffusione industriale: panoramica dei progressi 2025 e miglioramenti dei moduli. [72]
In sintesi
I laminati flessibili di perovskite non sono più un’idea da fantascienza. Con finanziamenti nazionali consistenti, progetti pilota visibili e una scienza dell’incapsulamento in rapido miglioramento, sono sulla buona strada per servire le nicchie leggere, conformabili dove i moduli in vetro non possono arrivare — e per farlo con un’economia interessante se vengono raggiunti gli obiettivi di durabilità. Tieni d’occhio la qualità delle barriere, lo stress di laminazione e le certificazioni indipendenti quando leggerai il prossimo titolo su un “adesivo solare”. [73], [74], [75]
References
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