- Een flexibel perovskietmodule met WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/dag behield 84% van zijn vermogen na 2.000 uur bij 85°C/85% RV (Damp-Heat).
- Japan subsidieert Sekisui Chemical om tegen 2027 een 100 MW filmtype perovskietfabriek te bouwen, om zo tegen 2040 ongeveer 20 GW capaciteit te bereiken.
- Anker demonstreerde een perovskiet-aangedreven strandparasol op CES 2025.
- Een flexibel perovskiet/silicium-tandem behaalde 29,88% gecertificeerde efficiëntie in een klein onderzoeksapparaat.
- Een Chinese startup onthulde een flexibel module van 1,2 m × 1,6 m met een vermogen van 260–300 W en een gewicht van 2,04 kg (≈147 W/kg).
- Verscheidene fabrikanten zijn geslaagd voor de IEC 61215/61730 betrouwbaarheidstests (inclusief 3× damp-heat/thermische cycli), wat vooruitgang richting standaarden voor flexibele modules aangeeft.
- Roll-to-roll-productie kan apparaten fabriceren bij <150°C, met een techno-economische prognose van ~$0,7/W bij 1.000.000 m²/jaar.
- Barrièrefilms en randafdichtingen zijn cruciaal; strategieën omvatten PIB-lijmen en lamineren met lage spanning om thermische/mechanische schade te verminderen.
- Loodbeheermaatregelen omvatten externe barrière-inkapselingen en interne dopanten om Pb te immobiliseren, plus plannen voor recycling aan het einde van de levensduur.
- Japanse pilots op gebouwgevels en demonstraties op Expo 2025 wijzen op gebouwschillen, gebogen gevels en draagbare apparaten als doelen op korte termijn.
Ultradunne perovskiet-zonnecellen gelamineerd op flexibele folies gaan van het lab naar de markt. Japan investeert groots (miljarden) en de eerste producten en pilots verschijnen. De belofte: lichtgewicht stroom op gebogen of gewichtsgelimiteerde oppervlakken met snelle, lage-temperatuur, roll-to-roll-productie. De uitdagingen: duurzaamheid (vocht/warmte), veilig loodbeheer en betrouwbare certificering. [1], [2], [3]
Wat we bedoelen met “fotovoltaïsche cellen uit perovskieten in flexibele laminaten”
Perovskieten zijn een klasse van kristalmaterialen die licht zeer efficiënt omzetten in elektriciteit en verwerkt kunnen worden uit inkten bij lage temperaturen. Flexibele laminaten verpakken die cellen tussen polymeerbarrièrefilms en lijmen (in plaats van zwaar glas), waardoor dunne, lichte zonnelagen ontstaan die kunnen buigen en zich kunnen aanpassen aan oppervlakken zoals gevels, membranen, voertuigen, tenten en IoT-apparaten. [4][5] [6]
Een typische flexibele stapel ziet er als volgt uit (voor naar achter):
- transparant polymeersubstraat (bijv. PET of PI) met een dunne geleidende laag,
- elektronen-/gaten-transportlagen,
- de perovskiet-absorber,
- een dunne achterelektrode (metaal, koolstof of transparante geleider),
- inkapselingslijm (POE/EVA/PIB, enz.),
- ultrabarrière-achterfolie (om water/zuurstof buiten te houden), plus randafdichtingen. [7], [8]
Waarom laminaten belangrijk zijn: waterdamp beschadigt perovskieten snel, dus de waterdampdoorlaatbaarheid (WVTR) van de barrière en het laminatieproces bepalen de levensduur. In recente tests behielden modules met de strakste barrière in de studie (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/dag) 84% van hun vermogen na 2.000 u bij 85 °C/85% RH (Damp-Heat). Zwakkere barrières faalden veel sneller. [9]
Wat is er veranderd in 2024–2025?
- De nationale inzet van Japan. De overheid steunt flexibele perovskieten om de PV-dominantie van China uit te dagen, inclusief grote subsidies voor Sekisui Chemical om een 100 MW filmtype perovskietfabriek te bouwen tegen 2027. Het doel van Japan is ~20 GW perovskietcapaciteit tegen 2040. [10], [11], [12]
- Eerste consumentgerichte demonstraties. Anker toonde een perovskiet-aangedreven strandparasol op CES 2025 (marketingclaims zijn gedurfd en niet onafhankelijk geverifieerd), wat laat zien hoe perovskieten gebogen, draagbare apparatuur kunnen aandrijven. [13]
- Flexibele efficiëntierecords. Onderzoekers rapporteerden 29,88% gecertificeerd rendement voor een flexibele perovskiet/silicium monolithische tandem (klein oppervlak, onderzoeksapparaat) — een mijlpaal die het verschil tussen flexibel en rigide verkleint. [14]
- Grotere flexibele modules. Een Chinese startup introduceerde een 1,2 m × 1,6 m flexibele module met een vermogen van 260–300 W en slechts 2,04 kg (~147 W/kg), wat wijst op een hoog specifiek vermogen op gewichtsgelimiteerde oppervlakken. (Verkopersclaims; vroege fase.) [15]
- Op weg naar bankabiliteit. Meerdere Chinese fabrikanten meldden het doorstaan van IEC 61215/61730 betrouwbaarheidstests (en zelfs 3× versnelde veroudering) — tot nu toe vooral voor rigide perovskietmodules, maar het wijst op snelle vooruitgang richting gestandaardiseerde duurzaamheid. [16]
“Wanneer je een technologie in een heel vroeg stadium hebt, kun je die beter ontwerpen.” — Joey Luther, NREL. [17]
Hoe flexibele perovskietlaminaten worden gemaakt (en waarom inkapseling cruciaal is)
- Fabricage van apparaten bij lage temperatuur
Perovskietlagen en contacten kunnen worden geprint of gecoat bij <150 °C en opgeschaald met roll‑to‑roll-gereedschappen — dezelfde productielogica als gebruikt voor verpakkingen of batterijfolies. Een techno-economische studie uit 2024 van volledig R2R-perovskieten voorspelde ~$0,7/W bij 1.000.000 m²/jaar met ruimte voor verdere kostenverlagingen naarmate de lijnen opschalen. [18] - Lamineren & lijmen
Conventioneel PV-lamineren (voor glasmodules) gebruikt ~150–160 °C voor POE/EVA cross-linking. Die temperatuur kan perovskieten beschadigen, dus zijn er twee strategieën ontstaan:- Ontwerp de cel om vacuümlamineren bij 150 °C te overleven (bijv. interne diffusiebarrières, ALD SnOₓ), ofVerlaag de laminatiestress/-temperatuur met visco-elastische PIB-gebaseerde lijmen of benaderingen op kamertemperatuur/lage druk, waardoor thermische/mechanische schokken worden verminderd. [19], [20], [21]
- Barrièrefolies & randafdichtingen
Vocht is de belangrijkste faalmodus. Naast hoogwaardige barrièrefolies (vaak meerlaagse anorganische/organische stapels), worden randafdichtmiddelen (bijv. butyl) en lijmchemieën afgestemd om water te blokkeren en lood te immobiliseren als er schade optreedt. Meerdere reviews en studies in 2024–2025 catalogiseren sterke inkapselingskandidaten en loodsequestratiestrategieën. [23], [24], [25]
“Perovskiet-zonnecellen… bieden unieke kansen… Echter, de stabiliteit… is zwak vergeleken met conventioneel materiaal, wat verbeterd kan worden door… inkapseling met barrièrefolies.” — Prof. Takashi Minemoto, Ritsumeikan Univ. [26]
Prestatiesnapshot (2025)
- Lab-schaal flexibele tandems:29,88% gecertificeerd (perovskiet/silicium, klein oppervlak). [27]
- Commerciële single-junction modules: Gerapporteerde flexibele modules 260–300 W bij 2,04 kg; anderen rapporteren 18,1% module-efficiëntie (rigide) geverifieerd door NREL — wat snelle winst op module-niveau aangeeft. [28]
- Mechanische duurzaamheid: Flexibele cellen behouden ~96% efficiëntie na 10.000 buigingen bij 5 mm radius, gerapporteerd in 2024-onderzoek; tandems met dun Si hebben prestaties behouden na 2.000 buigcycli. (Testopstellingen variëren.) [29][30]
“We introduceerden het concept van composietmaterialen in het interface-ontwerp… en behaalden resultaten die onbereikbaar zijn met traditionele interface-engineering.” — Dr. Guo Pengfei, HKUST. [31]
Waar flexibele laminaten het beste tot hun recht komen
- Gebouwschillen / membranen—gewichtsgelimiteerde daken, gebogen gevels, tijdelijke constructies. In Japan zijn film‑type perovskieten op gebouwexterieurs getest, en Expo 2025 toont perovskietfilms in openbare ruimtes. [32], [33]
- Voertuigen & mobiliteit—gebogen oppervlakken (daken, stroomlijnkappen), trailers en drones profiteren van hoge W/kg en vormbaarheid. [34]
- Draagbaar & IoT—paraplu’s, tenten, bewegwijzering en apparaten met laag vermogen, waar respons bij weinig licht en vormfactor belangrijker zijn dan absolute $/W. [35]
Veiligheid & duurzaamheid: de loodvraag (en echte oplossingen)
De meeste hoogpresterende perovskieten gebruiken een kleine hoeveelheid lood. Het risico ontstaat als een module breekt en nat wordt. Maatregelen zijn onder andere:
- Extern: dichte barrièrefolies + robuuste randafdichtingen + loodbindende encapsulanten om Pb te immobiliseren als het laminaat beschadigd raakt.
- Intern: dopanten en additieven die Pb vastleggen in de perovskiet-microstructuur; ontwerpen die recycling aan het einde van de levensduur vergemakkelijken. [36], [37], [38]
Recent onderzoek toont aan dat laminatiechemie en sekwestratielagen het loodlek met een orde van grootte kunnen verminderen; reviews in 2025 vatten bruikbare materialen (polymeren, harsen, nanodeeltjes) en circulariteitspaden samen. [39], [40]
Bankability & standaarden: hoe “goed” eruit zal zien
- Moduletests: Het behalen van IEC 61215/61730 is de basis voor outdoor PV. In 2025 meldden fabrikanten certificeringen (voornamelijk rigide perovskieten), inclusief drievoudige verouderingstests (3× vocht-warmte/thermische cycli), een sterk teken van duurzaamheid. Flexibele modules moeten aan vergelijkbare of aangepaste criteria voldoen naarmate standaarden evolueren. [41]
- Compatibiliteit met productie: Standaard vacuümlaminatie bij ~150 °C belast perovskieten — dus gebruik ofwel laminatietolerante apparaatstapels of laag-belastende lijmen/persen. [42][43]
- Barrièreprestaties: Gecontroleerde studies koppelen WVTR direct aan overleving bij vocht-warmte; kies ultra-lage-WVTR folies en bewezen randafdichtingen. [44]
Kosten & economie (vroeg maar bemoedigend)
- Opkomende R2R-lijnen (inkt/slot-die, blade, PVD/ALD voor contacten) kunnen op schaal ~$0,7/W bereiken, met verdere leercurve-gedreven dalingen. LCOE hangt vooral af van efficiëntie en levensduur; analyses suggereren dat perovskieten aantrekkelijk worden zodra modules ~20–24% halen en 15–25+ jaar meegaan, vooral in lichte/flexibele niches met BOS-besparingen. [45][46]
De kleine lettertjes: realiteiten van de afgelopen twee jaar
- Hype versus verharding: Naast echte vooruitgang hadden sommige flexibele pioniers met veel publiciteit het financieel moeilijk (bijv. Saule Technologies meldde ernstige problemen in 2025). Behandel opvallende demo’s en marketinggegevens met de nodige voorzichtigheid. [47][48]
- Claims moeten door derden worden onderbouwd: Vroege consumententoestellen (zoals de perovskiet-paraplu) vermelden opvallende efficiënties, maar onafhankelijke verificatie is zeldzaam. Vraag om gecertificeerde testrapporten. [49]
Hoe beoordeel je vandaag een flexibel perovskietlaminaat
Vraag leveranciers om:
- Certificeringsbewijzen: IEC 61215/61730 (of gelijkwaardige) testrapporten voor de exacte productversie. [50]
- Barrièrespecificaties: WVTR/OTR-waarden van het laminaat en het randafdichtingssysteem; vocht-hitte (85 °C/85% RH) en UV testresultaten. [51]
- Thermisch procesvenster: Laminatietemperatuur/-tijd en bewijs dat het apparaat het proces overleeft (bijv. PCE voor/na laminatie, EL-beelden). [52]
- Mechanische gegevens: Buigradius en cycli waarbij ≥90–95% van de prestaties behouden blijft. [53]
- Loodbeheer: Encapsulantchemie en loodopvang-maatregelen; EHS-documentatie en een recycling-plan voor einde levensduur. [54][55]
- Garantie & veldproeven: Locaties, duur en gemonitorde prestaties van echte installaties (bij voorkeur 12–24 maanden+).
Deskundige citaten die je kunt gebruiken
- NREL (duurzaamheid eerst): “Het streven naar verbeterde duurzaamheid van perovskiet-PV is in dit stadium logischer.” — Joey Luther. [56]
- Ritsumeikan Univ. (barrières zijn belangrijk): “Stabiliteit… kan worden verbeterd door… inkapseling met barrièrefolies.” — Takashi Minemoto. [57]
- HKUST (interfaces op maat): “We introduceerden het concept van composietmaterialen in het interface-ontwerp…” — Guo Pengfei. [58]
Vooruitblik: wat is de volgende ontwikkeling om op te letten
- Opschaling van filmtype-productielijnen (bijv. Sekisui’s 100 MW tegen 2027) en hoe de opbrengsten zich ontwikkelen bij R2R-productie. [59]
- Bankable levensduur: Meer onafhankelijke IEC-goedkeuringen (ook voor flexibele producten), langere buitendatasets en garanties ≥10–15 jaar. [60]
- Veiligere stapels: Grotere toepassing van lood-vasthoudende lijmen/folies en recyclinglogistiek aan het einde van de levensduur. [61]
- Hybride architecturen: Dunne silicium + perovskiet-tandems op flexibele dragers voor hogere efficiëntie zonder buigzaamheid op te offeren. [62]
Actuele koppen & belangrijkste berichtgeving (bijgewerkt tot 15 augustus 2025)
- Japan’s $1,5 miljard gok op ultradunne flexibele perovskieten (beleid + industriële uitrol). [63]
- Qcells meldt doorbraak met perovskiet-op-silicium cel op groot formaat (relevant voor tandems/toekomstige laminaten). [64]
- Anker’s perovskiet-paraplu signaleert consumentexperimenten (specificaties niet geverifieerd). [65]
Recente berichtgeving: perovskiet-PV & flexibele laminaten (2025)[66][67]
Verdere literatuur (geselecteerd onderzoek & analyse)
- Roll‑to‑roll-productie & kosten: Nature Communications (2024) voorspelt ~$0,7/W op schaal. [68]
- Laminatie-innovaties: Laagspannings-PIB-lijmen (2024) en isostatische perslaminatie (2024). [69]
- Barrièrefilm-bewijs: Damp-hitte-studie koppelt WVTR aan overleving (2025). [70]
- Flexibele tandem-mijlpaal: 29,88% gecertificeerd (2025). [71]
- Industrie-uitrol: 2025 voortgangsmomenten en modulewinsten. [72]
Conclusie
Flexibele perovskiet-laminaten zijn niet langer een sciencefictionidee. Met serieuze nationale financiering, zichtbare pilots en snel verbeterende inkapselingswetenschap, zijn ze op weg om te dienen in de lichte, conforme niches waar glasmodules niet kunnen komen — en dat tegen aantrekkelijke economische voorwaarden als de duurzaamheidsdoelen worden gehaald. Let goed op barrièrekwaliteit, laminatiestress en onafhankelijke certificeringen wanneer je de volgende “zonne-sticker”-kop ziet. [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
