- Um módulo flexível de perovskita com WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/dia reteve 84% de sua potência após 2.000 horas a 85°C/85% UR (Calor Úmido).
- O Japão está subsidiando a Sekisui Chemical para construir uma fábrica de perovskita tipo filme de 100 MW até 2027, para ajudar a alcançar cerca de 20 GW de capacidade até 2040.
- A Anker demonstrou um guarda-sol de praia alimentado por perovskita na CES 2025.
- Uma tandem flexível de perovskita/silício atingiu 29,88% de eficiência certificada em um dispositivo de pesquisa de pequena área.
- Uma startup chinesa revelou um módulo flexível de 1,2 m × 1,6 m com potência nominal de 260–300 W e peso de 2,04 kg (≈147 W/kg).
- Vários fabricantes já passaram nos testes de confiabilidade IEC 61215/61730 (incluindo 3× calor úmido/ciclagem térmica), sinalizando progresso rumo a padrões para módulos flexíveis.
- A produção roll-to-roll pode fabricar dispositivos a <150°C, com projeção tecnoeconômica de ~$0,7/W em 1.000.000 m²/ano.
- Filmes barreira e selantes de borda são críticos; estratégias incluem adesivos de PIB e laminação de baixo estresse para reduzir danos térmicos/mecânicos.
- Os esforços de gestão de chumbo incluem encapsulantes de barreira externa e dopantes internos para imobilizar Pb, além de planos de reciclagem no fim da vida útil.
- Pilotos de fachadas no Japão e demonstrações na Expo 2025 apontam para peles de edifícios, fachadas curvas e dispositivos portáteis como alvos de curto prazo.
Fotovoltaicos ultrafinos de perovskita laminados em filmes flexíveis estão passando do laboratório para o mercado. O Japão está investindo pesado (bilhões) e os primeiros produtos e pilotos estão surgindo. A promessa: energia leve em superfícies curvas ou com restrição de peso, com fabricação rápida, em baixa temperatura e roll-to-roll. Os desafios: durabilidade (umidade/calor), gestão segura do chumbo e certificação bancável. [1], [2], [3]
O que queremos dizer com “fotovoltaicos de perovskita em laminados flexíveis”
Perovskitas são uma classe de materiais cristalinos que convertem luz em eletricidade de forma muito eficiente e podem ser processados a partir de tintas em baixas temperaturas. Laminados flexíveis embalam essas células entre filmes barreira de polímero e adesivos (em vez de vidro pesado), criando folhas solares finas e leves que podem dobrar e se adaptar a superfícies como fachadas, membranas, veículos, tendas e dispositivos IoT. [4] [5] [6]
Uma pilha flexível típica se parece com isto (da frente para trás):
- substrato polimérico transparente (por exemplo, PET ou PI) com uma fina camada condutiva,
- camadas de transporte de elétrons/buracos,
- o absorvedor de perovskita,
- um eletrodo traseiro fino (metal, carbono ou condutor transparente),
- adesivo encapsulante (POE/EVA/PIB, etc.),
- filme ultrabarreira traseiro (para impedir a entrada de água/oxigênio), além de vedações de borda. [7], [8]
Por que os laminados são importantes: o vapor d’água danifica rapidamente as perovskitas, então a taxa de transmissão de vapor d’água (WVTR) da barreira e o processo de laminação determinam a vida útil. Em testes recentes, módulos usando a barreira mais rígida do estudo (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/dia) mantiveram 84% de sua potência após 2.000 h a 85 °C/85% UR (Calor Úmido). Barreiras mais fracas falharam muito antes. [9]
O que mudou em 2024–2025?
- A iniciativa nacional do Japão. O governo está apoiando perovskitas flexíveis para desafiar a dominância da China em PV, incluindo grandes subsídios para a Sekisui Chemical construir uma fábrica de perovskita tipo filme de 100 MW até 2027. A meta do Japão é ~20 GW de capacidade de perovskita até 2040. [10], [11], [12]
- Primeiras demonstrações próximas ao consumidor. A Anker apresentou uma guarda-sol movida a perovskita na CES 2025 (as alegações de marketing são ousadas e não foram verificadas de forma independente), refletindo como as perovskitas podem alimentar equipamentos curvos e portáteis. [13]
- Recordes de eficiência flexível. Pesquisadores relataram 29,88% certificado de eficiência para uma tandem monolítica flexível de perovskita/silício (pequena área, dispositivo de pesquisa) — um marco que reduz a diferença entre flexível e rígido. [14]
- Módulos flexíveis maiores. Uma startup chinesa apresentou um módulo flexível de 1,2 m × 1,6 m com potência nominal de 260–300 W e apenas 2,04 kg (~147 W/kg), indicando alta potência específica para superfícies com restrição de peso. (Alegações do fornecedor; estágio inicial.) [15]
- Rumo à bancabilidade. Diversos fabricantes chineses relataram aprovação nos regimes de confiabilidade IEC 61215/61730 (e até envelhecimento acelerado 3×) — principalmente para módulos de perovskita rígidos até agora, mas isso sinaliza rápido progresso rumo à durabilidade padronizada. [16]
“Quando você tem uma tecnologia em seus estágios iniciais, você tem a capacidade de projetá-la melhor.” — Joey Luther, NREL. [17]
Como os laminados flexíveis de perovskita são feitos (e por que a encapsulação é o fator decisivo)
- Fabricação de dispositivos em baixa temperatura
As camadas e contatos de perovskita podem ser impressos ou revestidos a <150 °C e escalados com ferramentas roll‑to‑roll — a mesma lógica de fabricação usada para embalagens ou folhas de bateria. Um estudo tecnoeconômico de 2024 sobre perovskitas totalmente R2R projetou ~$0,7/W em 1.000.000 m²/ano com espaço para novas reduções de custo à medida que as linhas aumentam. [18] - Laminação & adesivos
A laminação convencional de FV (para módulos de vidro) usa ~150–160 °C para a reticulação de POE/EVA. Essa temperatura pode prejudicar as perovskitas, então duas estratégias surgiram:- Engenhe a célula para sobreviver à laminação a vácuo a 150 °C (por exemplo, barreiras internas de difusão, ALD SnOₓ), ouReduza o estresse/temperatura de laminação com adesivos viscoelásticos à base de PIB ou abordagens de temperatura/pressão ambiente, reduzindo o choque térmico/mecânico. [19], [20], [21]
- Filmes barreira & selagem de borda
A umidade é o principal modo de falha. Além de filmes barreira de alta qualidade (geralmente pilhas multicamadas inorgânicas/orgânicas), selantes de borda (ex.: butil) e químicas adesivas são ajustadas para bloquear água e imobilizar chumbo caso ocorra dano. Diversas revisões e estudos em 2024–2025 catalogam candidatos fortes a encapsulantes e estratégias de sequestro de chumbo. [23], [24], [25]
“Células solares de perovskita… oferecem oportunidades únicas… No entanto, a estabilidade… é fraca comparada ao material convencional, o que pode ser melhorado por… encapsulamento com filmes barreira.” — Prof. Takashi Minemoto, Univ. Ritsumeikan. [26]
Panorama de desempenho (2025)
- Tandens flexíveis em escala de laboratório:29,88% certificado (perovskita/silício, pequena área). [27]
- Comercialização de módulos de junção única: Módulos flexíveis relatados 260–300 W a 2,04 kg; outros relatam 18,1% de eficiência de módulo (rígido) verificada pelo NREL — indicando ganhos rápidos em nível de módulo. [28]
- Durabilidade mecânica: Células flexíveis mantendo ~96% de eficiência após 10.000 dobras a 5 mm de raio foram relatadas em pesquisa de 2024; tandens com Si fino mantiveram desempenho após 2.000 ciclos de dobra. (Configurações de teste variam.) [29] [30]
“Introduzimos o conceito de materiais compósitos no design de interfaces… alcançando resultados inalcançáveis com a engenharia de interface tradicional.” — Dr. Guo Pengfei, HKUST. [31]
Onde os laminados flexíveis se encaixam melhor
- Envoltórias/membranas de edifícios—telhados com limite de peso, fachadas curvas, estruturas temporárias. O Japão já testou perovskitas tipo filme em exteriores de edifícios, e a Expo 2025 apresenta filmes de perovskita em espaços públicos. [32], [33]
- Veículos & mobilidade—superfícies curvas (tetos, carenagens), trailers e drones se beneficiam do alto W/kg e da conformabilidade. [34]
- Portáteis & IoT—guarda-chuvas, tendas, sinalização e dispositivos de baixa potência, onde a resposta em baixa luminosidade e o formato são mais importantes que o $/W absoluto. [35]
Segurança & sustentabilidade: a questão do chumbo (e soluções reais)
A maioria das perovskitas de alto desempenho usa uma pequena quantidade de chumbo. O risco ocorre se um módulo for quebrado e molhado. As medidas de mitigação incluem:
- Externo: filmes barreira herméticos + selos de borda robustos + encapsulantes que ligam o chumbo para imobilizar o Pb se o laminado for danificado.
- Interno: dopantes e aditivos que sequestram o Pb dentro da microestrutura da perovskita; projetos que facilitam o reciclagem no fim da vida útil. [36], [37], [38]
Pesquisas recentes mostram que químicas de laminação e camadas de sequestro podem reduzir o vazamento de chumbo em ordens de magnitude; revisões em 2025 resumem materiais viáveis (polímeros, resinas, nanopartículas) e caminhos de circularidade. [39], [40]
Bancabilidade & padrões: como será o “bom”
- Testes de módulos: Passar IEC 61215/61730 é o requisito básico para PV externo. Em 2025, fabricantes relataram certificações (em grande parte perovskitas rígidas), incluindo envelhecimento de tripla intensidade (3× umidade-calor/ciclagem térmica), um forte indicativo de durabilidade. Módulos flexíveis devem atender a critérios semelhantes ou adaptados conforme os padrões evoluem. [41]
- Compatibilidade de fabricação: A laminação a vácuo padrão a ~150 °C estressa as perovskitas — então use pilhas de dispositivos tolerantes à laminação ou adesivos/prensas de baixo estresse. [42] [43]
- Desempenho de barreira: Estudos controlados relacionam WVTR diretamente à sobrevivência em umidade-calor; escolha filmes de WVTR ultrabaixo e selantes de borda comprovados. [44]
Custos & economia (iniciais, mas animadores)
- Linhas R2R emergentes (tinta/slot-die, blade, PVD/ALD para contatos) podem atingir ~$0,7/W em escala, com reduções adicionais impulsionadas pela curva de aprendizado. O LCOE depende principalmente da eficiência e vida útil; análises sugerem que perovskitas se tornam atraentes à medida que os módulos ultrapassam ~20–24% e duram 15–25+ anos, especialmente em nichos leves/flexíveis com economia de BOS. [45] [46]
As letras miúdas: realidades dos últimos dois anos
- Hype vs. consolidação: Junto com avanços reais, alguns pioneiros flexíveis de alto perfil enfrentaram dificuldades financeiras (por exemplo, Saule Technologies relatou grave crise em 2025). Trate demonstrações chamativas e especificações de marketing com a devida diligência. [47] [48]
- Alegações precisam de dados de terceiros: Dispositivos de consumo iniciais (como o guarda-chuva de perovskita) citam eficiências impressionantes, mas verificação independente é rara. Peça relatórios de testes certificados. [49]
Como avaliar um laminado flexível de perovskita hoje
Peça aos fornecedores:
- Comprovação de certificação: Relatórios de teste IEC 61215/61730 (ou equivalente) para a exata revisão do produto. [50]
- Especificações da barreira: Valores WVTR/OTR do laminado e do sistema de vedação lateral; resultados de teste de umidade/calor (85 °C/85% UR) e de UV. [51]
- Janela de processo térmico: Temperatura/tempo de laminação e evidências de que o dispositivo sobrevive ao processo (por exemplo, PCE pré/pós-laminação, imagens EL). [52]
- Dados mecânicos: Raio de curvatura e ciclos nos quais ≥90–95% do desempenho é mantido. [53]
- Gestão de chumbo: Química do encapsulante e medidas de captura de chumbo; documentação EHS e plano de reciclagem para o fim de vida útil. [54] [55]
- Garantia & pilotos de campo: Localizações, durações e desempenho monitorado de instalações reais (idealmente 12–24 meses+).
Citações de especialistas que você pode usar
- NREL (sustentabilidade em primeiro lugar): “Impulsionar o PV de perovskita para maior sustentabilidade faz mais sentido neste estágio.” — Joey Luther. [56]
- Univ. Ritsumeikan (barreiras importam): “A estabilidade… pode ser melhorada por… encapsulamento com filmes barreira.” — Takashi Minemoto. [57]
- HKUST (interfaces por design): “Introduzimos o conceito de materiais compósitos no design de interface…” — Guo Pengfei. [58]
Perspectivas: o que observar a seguir
- Escalonamento de linhas tipo filme (ex.: 100 MW da Sekisui até 2027) e como os rendimentos evoluem na produção R2R. [59]
- Vidas úteis bancáveis: Mais aprovações IEC de terceiros (incluindo para produtos flexíveis), conjuntos de dados externos mais longos e garantias ≥10–15 anos. [60]
- Estruturas mais seguras: Adoção mais ampla de adesivos/filmes sequestradores de chumbo e logística de reciclagem no fim da vida útil. [61]
- Arquiteturas híbridas: Tandens de silício fino + perovskita em suportes flexíveis para maior eficiência sem sacrificar a flexibilidade. [62]
Principais manchetes & reportagens (atualizado até 15 de agosto de 2025)
- Aposta de US$ 1,5 bilhão do Japão em perovskitas ultrafinas e flexíveis (política + expansão industrial). [63]
- Qcells relata avanço em célula perovskita‑sobre‑silício de grande área (relevante para tandens/futuros laminados). [64]
- O guarda-chuva de perovskita da Anker sinaliza experimentação do consumidor (especificações não verificadas). [65]
Cobertura recente: PV de perovskita & laminados flexíveis (2025) [66] [67]
Leitura adicional (pesquisa & análise selecionadas)
- Fabricação roll-to-roll & custo: Nature Communications (2024) projeta ~$0,7/W em escala. [68]
- Inovações em laminação: adesivos de PIB de baixo estresse (2024) e laminação por prensa isostática (2024). [69]
- Evidência de filme barreira: estudo de umidade/calor relacionando WVTR à sobrevivência (2025). [70]
- Marco flexível em tandem: 29,88% certificado (2025). [71]
- Lançamento industrial: instantâneos do progresso em 2025 e ganhos em módulos. [72]
Resumo
Laminados de perovskita flexíveis não são mais uma ideia de ficção científica. Com financiamento nacional significativo, projetos-piloto visíveis e avanços rápidos na ciência de encapsulamento, eles estão no caminho para atender aos nichos leves e conformáveis onde os módulos de vidro não conseguem chegar — e para fazê-lo com economia atraente, se as metas de durabilidade forem alcançadas. Fique atento à qualidade da barreira, tensão de laminação e certificações independentes quando vir a próxima manchete sobre “adesivo solar”. [73], [74], [75]
References
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