Perovskitové solární „nálepky“ jsou téměř tady: Jak flexibilní lamináty mohou proměnit stěny, auta a střechy v elektrárny

• 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)

1. 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]
2. 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]
   Výzkumníci také předvedli izostatickou lisovací laminaci pro vytvoření pevných rozhraní bez poškození zařízení — užitečné pro architektury s velkou plochou nebo uhlíkovou elektrodou. ^[22]
3. 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:

1. Důkazy o certifikaci: Zkušební protokoly IEC 61215/61730 (nebo ekvivalentní) pro konkrétní revizi produktu. ^[50]
2. Parametry bariéry: Hodnoty WVTR/OTR laminátu a systému utěsnění hran; výsledky testů vlhkosti a tepla (85 °C/85% RH) a UV testů. ^[51]
3. Tepelné procesní okno: Teplota/čas laminace a důkazy, že zařízení proces přežije (např. PCE a EL snímky před/po laminaci). ^[52]
4. Mechanická data: Poloměr ohybu a počet cyklů, při kterých je zachováno ≥90–95 % výkonu. ^[53]
5. Řízení olova: Chemie zapouzdření a opatření pro zachytávání olova; EHS dokumentace a plán recyklace na konci životnosti. ^[54][55]
6. 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

1. Škálování výroby fóliových linek (např. Sekisui 100 MW do roku 2027) a jak se vyvíjí výtěžnost při R2R produkci. ^[59]
2. Bankovatelné životnosti: Více nezávislých IEC testů (včetně flexibilních produktů), delší venkovní datové sady a záruky ≥10–15 let. ^[60]
3. Bezpečnější vrstvy: Širší využití lepidel/fólií zachycujících olovo a recyklační logistika na konci životnosti. ^[61]
4. 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

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