Perowskit-Solar-„Sticker“ stehen kurz bevor: Wie flexible Laminate Wände, Autos und Dächer in Kraftwerke verwandeln könnten

• Ein flexibles Perowskit-Modul mit WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/Tag behielt nach 2.000 Stunden bei 85°C/85% rF (Feuchte-Wärme) 84 % seiner Leistung.
• Japan subventioniert Sekisui Chemical beim Bau einer 100-MW-Perowskit-Folienfabrik bis 2027, um bis 2040 etwa 20 GW Kapazität zu erreichen.
• Anker präsentierte auf der CES 2025 einen perowskitbetriebenen Strandsonnenschirm.
• Ein flexibles Perowskit/Silizium-Tandem erreichte 29,88 % zertifizierten Wirkungsgrad in einem kleinen Forschungsgerät.
• Ein chinesisches Startup stellte ein 1,2 m × 1,6 m großes flexibles Modul mit 260–300 W und einem Gewicht von 2,04 kg (≈147 W/kg) vor.
• Mehrere Hersteller haben die Zuverlässigkeitstests IEC 61215/61730 (einschließlich 3× Feuchte-Wärme-/Temperaturzyklen) bestanden, was Fortschritte in Richtung Standards für flexible Module signalisiert.
• Die Rolle-zu-Rolle-Produktion kann Geräte bei <150°C herstellen, mit einer techno-ökonomischen Prognose von ~$0,7/W bei 1.000.000 m²/Jahr.
• Barrierefolien und Randversiegelungen sind entscheidend; Strategien umfassen PIB-Klebstoffe und spannungsarme Laminierung zur Reduzierung thermischer/mechanischer Schäden.
• Maßnahmen zum Bleimanagement umfassen externe Barriere-Einkapselungen und interne Dotierungen zur Immobilisierung von Pb sowie Recyclingpläne für das Lebensende.
• Japans Pilotprojekte an Gebäudefassaden und Demonstrationen auf der Expo 2025 deuten auf Gebäudehüllen, gebogene Fassaden und tragbare Geräte als kurzfristige Ziele hin.

Ultradünne Perowskit-Photovoltaik, laminiert auf flexible Folien, bewegen sich vom Labor auf den Markt. Japan investiert massiv (Milliarden), und erste Produkte und Pilotprojekte erscheinen. Das Versprechen: Leichtgewichtige Energie auf gebogenen oder gewichtsbegrenzten Flächen mit schneller, niedrigtemperierter Rolle-zu-Rolle-Fertigung. Die Hürden: Haltbarkeit (Feuchtigkeit/Hitze), sicheres Bleimanagement und bankfähige Zertifizierung. ^[1], ^[2], ^[3]

Was wir mit „Photovoltaik aus Perowskiten in flexiblen Laminaten“ meinen

Perowskite sind eine Klasse von Kristallmaterialien, die Licht sehr effizient in Strom umwandeln und aus Tinten bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden können. Flexible Laminate verpacken diese Zellen zwischen Polymerbarrierefolien und Klebstoffen (statt schwerem Glas) und schaffen so dünne, leichte Solarbögen, die sich an Oberflächen wie Fassaden, Membranen, Fahrzeuge, Zelte und IoT-Geräte anpassen und biegen lassen. ^{[4][5] [6]}

Ein typischer flexibler Aufbau sieht so aus (von vorne nach hinten):

• transparenter Polymersubstrat (z. B. PET oder PI) mit einer dünnen leitfähigen Schicht,
• Elektronen-/Lochtransportschichten,
• der Perowskit-Absorber,
• eine dünne Rückelektrode (Metall, Kohlenstoff oder transparenter Leiter),
• verkapselnder Klebstoff (POE/EVA/PIB usw.),
• Ultrabarriere-Rückseitenfolie (um Wasser/Sauerstoff fernzuhalten), plus Randversiegelungen. ^[7], ^[8]

Warum Laminate wichtig sind: Wasserdampf schädigt Perowskite schnell, daher bestimmen die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) der Barriere und der Laminierungsprozess die Lebensdauer. In aktuellen Tests behielten Module mit der dichtesten Barriere der Studie (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/Tag) nach 2.000 h bei 85 °C/85 % rF (Damp Heat) noch 84 % ihrer Leistung. Schwächere Barrieren versagten deutlich früher. ^[9]

Was hat sich 2024–2025 geändert?

• Japans nationale Initiative. Die Regierung unterstützt flexible Perowskite, um Chinas PV-Dominanz herauszufordern, einschließlich großer Subventionen für Sekisui Chemical zum Bau einer 100 MW Folien-Perowskit-Fabrik bis 2027. Japans Ziel sind ~20 GW Perowskit-Kapazität bis 2040. ^[10], ^[11], ^[12]
• Erste verbrauchernahe Demonstrationen. Anker zeigte einen perowskitbetriebenen Strandsonnenschirm auf der CES 2025 (Marketingaussagen sind gewagt und nicht unabhängig überprüft), was zeigt, wie Perowskite gebogene, tragbare Geräte mit Strom versorgen können. ^[13]
• Flexible Effizienzrekorde. Forscher meldeten 29,88 % zertifizierte Effizienz für ein flexibles Perowskit/Silizium-Monolith-Tandem (kleine Fläche, Forschungsgerät) – ein Meilenstein, der die Lücke zwischen flexibel und starr verringert. ^[14]
• Größere flexible Module. Ein chinesisches Startup stellte ein 1,2 m × 1,6 m großes flexibles Modul mit einer Leistung von 260–300 W und nur 2,04 kg (~147 W/kg) vor, was auf eine hohe spezifische Leistung auf flächen- und gewichtsbeschränkten Oberflächen hinweist. (Angaben des Anbieters; frühe Entwicklungsphase.) ^[15]
• Auf dem Weg zur Bankfähigkeit. Mehrere chinesische Hersteller berichteten, die IEC 61215/61730 Zuverlässigkeitsstandards (und sogar 3× beschleunigte Alterung) bestanden zu haben – bisher meist für starre Perowskit-Module, was jedoch auf schnelle Fortschritte in Richtung standardisierter Haltbarkeit hindeutet. ^[16]

„Wenn man eine Technologie in einem sehr frühen Stadium hat, hat man die Möglichkeit, sie besser zu gestalten.“ — Joey Luther, NREL. ^[17]

Wie flexible Perowskit-Laminate hergestellt werden (und warum die Verkapselung entscheidend ist)

1. Niedrigtemperatur-Gerätefertigung
   Perowskit-Schichten und Kontakte können bei <150 °C gedruckt oder beschichtet und mit Rolle-zu-Rolle-Werkzeugen skaliert werden – das gleiche Fertigungsprinzip wie bei Verpackungen oder Batterie-Folien. Eine techno-ökonomische Studie von 2024 zu vollständig R2R-gefertigten Perowskiten prognostizierte ~$0,7/W bei 1.000.000 m²/Jahr mit weiterem Kostensenkungspotenzial bei größerem Maßstab. ^[18]
2. Laminierung & Klebstoffe
   Die herkömmliche PV-Laminierung (für Glasmodule) verwendet ~150–160 °C für die POE/EVA-Vernetzung. Diese Temperatur kann Perowskite schädigen, daher haben sich zwei Strategien herausgebildet:
   • Die Zelle so entwickeln, dass sie das Vakuum-Laminieren bei 150 °C übersteht (z. B. interne Diffusionsbarrieren, ALD SnOₓ), oderDie Laminierbelastung/-temperatur senken mit viskoelastischen PIB-basierten Klebstoffen oder Ansätzen bei Raumtemperatur/niedrigem Druck, um thermische/mechanische Schocks zu reduzieren. ^[19], ^[20], ^[21]
   Forscher demonstrierten außerdem isostatische Presslaminierung, um robuste Schnittstellen zu bilden, ohne das Bauteil zu beschädigen – nützlich für großflächige oder Kohlenstoffelektroden-Architekturen. ^[22]
3. Barrierefolien & Randversiegelungen
   Feuchtigkeit ist die dominierende Ausfallursache. Neben hochwertigen Barrierefolien (oft mehrlagige anorganisch/organische Stapel) werden Randversiegelungen (z. B. Butyl) und Klebstoffchemien angepasst, um Wasser zu blockieren und Blei zu immobilisieren, falls Schäden auftreten. Mehrere Übersichtsarbeiten und Studien 2024–2025 katalogisieren starke Einkapselungskandidaten und Strategien zur Bleisequestrierung. ^[23], ^[24], ^[25]

„Perowskit-Solarzellen… bieten einzigartige Möglichkeiten… Allerdings ist die Stabilität… im Vergleich zu herkömmlichem Material schwach, was durch… Einkapselung mit Barrierefolien verbessert werden kann.“ — Prof. Takashi Minemoto, Ritsumeikan Univ. ^[26]

Leistungsüberblick (2025)

• Labormaßstab flexible Tandems:29,88 % zertifiziert (Perowskit/Silizium, kleine Fläche). ^[27]
• Kommerzialisierung von Einzelzellenmodulen: Berichtete flexible Module 260–300 W bei 2,04 kg; andere berichten 18,1 % Moduleffizienz (starr), verifiziert von NREL – was schnelle Fortschritte auf Modulebene anzeigt. ^[28]
• Mechanische Haltbarkeit: Flexible Zellen, die nach ~96 % Effizienz nach 10.000 Biegungen bei 5 mm Radius behalten, wurden in einer Studie 2024 berichtet; Tandems mit dünnem Si haben die Leistung nach 2.000 Biegezyklen gehalten. (Testaufbauten variieren.) ^[29][30]

„Wir haben das Konzept von Verbundwerkstoffen in das Schnittstellendesign eingeführt… und damit Ergebnisse erzielt, die mit herkömmlichem Schnittstellen-Engineering unerreichbar sind.“ — Dr. Guo Pengfei, HKUST. ^[31]

Wo flexible Laminate am besten passen

• Gebäudehüllen / Membranen—gewichtsbeschränkte Dächer, gebogene Fassaden, temporäre Bauten. In Japan wurden folienbasierte Perowskite an Gebäudeaußenflächen erprobt, und auf der Expo 2025 werden Perowskitfolien in öffentlichen Räumen präsentiert. ^[32], ^[33]
• Fahrzeuge & Mobilität—gebogene Oberflächen (Dächer, Verkleidungen), Anhänger und Drohnen profitieren von hohem W/kg und Anpassungsfähigkeit. ^[34]
• Tragbare Geräte & IoT—Schirme, Zelte, Beschilderungen und stromsparende Geräte, bei denen das Ansprechverhalten bei wenig Licht und die Bauform wichtiger sind als der absolute $/W. ^[35]

Sicherheit & Nachhaltigkeit: die Bleifrage (und echte Lösungen)

Die meisten Hochleistungs-Perowskite verwenden eine kleine Menge Blei. Ein Risiko besteht, wenn ein Modul zerbricht und durchfeuchtet wird. Gegenmaßnahmen sind unter anderem:

• Extern: dichte Barriereschichten + robuste Randversiegelungen + bleibindende Einkapselungen, um Pb zu immobilisieren, falls das Laminat beschädigt wird.
• Intern: Dotierstoffe und Additive, die Pb binden innerhalb der Perowskit-Mikrostruktur; Designs, die Recycling am Lebensende erleichtern. ^[36], ^[37], ^[38]

Neue Forschungen zeigen, dass Laminationschemien und Sequestrationsschichten das Blei-Leckage um Größenordnungen reduzieren können; Übersichtsarbeiten im Jahr 2025 fassen geeignete Materialien (Polymere, Harze, Nanopartikel) und Kreislaufwirtschaftswege zusammen. ^[39], ^[40]

Bankfähigkeit & Standards: Wie „gut“ aussehen wird

• Modultests: Das Bestehen von IEC 61215/61730 ist die Grundlage für Outdoor-PV. Im Jahr 2025 meldeten Hersteller Zertifizierungen (überwiegend starre Perowskite), einschließlich dreifacher Alterungstests (3× Feuchte-Wärme-/Thermische-Zyklen), ein starkes Signal für Haltbarkeit. Flexible Module müssen ähnliche oder angepasste Kriterien erfüllen, da sich die Standards weiterentwickeln. ^[41]
• Fertigungskompatibilität: Standard-Vakuumlaminierung bei ~150 °C belastet Perowskite – daher entweder laminierungs-tolerante Bauteilstapel verwenden oder spannungsarme Klebstoffe/Pressen. ^[42][43]
• Barriereleistung: Kontrollierte Studien verknüpfen WVTR direkt mit der Überlebensdauer bei Feuchte-Wärme; wählen Sie Filme mit extrem niedrigem WVTR und bewährte Randversiegelungen. ^[44]

Kosten & Wirtschaftlichkeit (früh, aber vielversprechend)

• Neue R2R-Produktionslinien (Tinten-/Slot-Die, Blade, PVD/ALD für Kontakte) könnten im großen Maßstab ~$0,7/W erreichen, mit weiteren Reduktionen durch Lerneffekte. Die LCOE hängt am meisten von Wirkungsgrad und Lebensdauer ab; Analysen deuten darauf hin, dass Perowskite attraktiv werden, sobald Module etwa 20–24 % erreichen und 15–25+ Jahre halten, insbesondere in leichten/flexiblen Nischen mit BOS-Einsparungen. ^[45][46]

Das Kleingedruckte: Erkenntnisse aus den letzten zwei Jahren

• Hype vs. Härtung: Neben echtem Fortschritt hatten einige prominente flexible Pioniere finanzielle Schwierigkeiten (z. B. meldete Saule Technologies 2025 schwere Probleme). Behandeln Sie auffällige Demos und Marketingangaben mit der gebotenen Sorgfalt. ^[47][48]
• Behauptungen brauchen Daten von Dritten: Frühe Verbrauchergeräte (wie der Perowskit-Regenschirm) geben beeindruckende Wirkungsgrade an, aber unabhängige Verifizierung ist selten. Fordern Sie zertifizierte Testberichte an. ^[49]

So bewerten Sie heute ein flexibles Perowskit-Laminat

Fragen Sie Anbieter nach:

1. Zertifizierungsnachweise: IEC 61215/61730 (oder gleichwertige) Testberichte für die exakte Produktversion. ^[50]
2. Barriere-Spezifikationen: WVTR/OTR-Werte des Laminats und des Randversiegelungssystems; Feuchte-Wärme-Test (85 °C/85% rF) und UV-Testergebnisse. ^[51]
3. Thermisches Prozessfenster: Laminier-Temperatur/-Zeit und Nachweis, dass das Gerät den Prozess übersteht (z. B. PCE und EL-Bilder vor/nach der Laminierung). ^[52]
4. Mechanische Daten: Biegeradius und Zyklen, bei denen ≥90–95 % der Leistung erhalten bleiben. ^[53]
5. Blei-Management: Verkapselungschemie und Blei-Auffang-Maßnahmen; EHS-Dokumentation und End-of-Life-Recycling-Plan. ^[54][55]
6. Garantie & Feldpiloten: Standorte, Zeiträume und überwachte Leistung realer Installationen (idealerweise 12–24 Monate+).

Expertenzitate, die Sie verwenden können

• NREL (Nachhaltigkeit zuerst): „Perowskit-PV in Richtung verbesserte Nachhaltigkeit zu treiben, ergibt in dieser Phase mehr Sinn.“ — Joey Luther. ^[56]
• Ritsumeikan Univ. (Barrieren zählen): „Stabilität… kann durch… Verkapselung mit Barrierefolien verbessert werden.“ — Takashi Minemoto. ^[57]
• HKUST (Schnittstellen durch Design): „Wir haben das Konzept von Verbundmaterialien in das Schnittstellendesign eingeführt…“ — Guo Pengfei. ^[58]

Ausblick: Was als Nächstes zu beobachten ist

1. Hochskalierung von Folienlinien (z. B. Sekisuis 100 MW bis 2027) und wie sich die Ausbeuten bei R2R-Produktion entwickeln. ^[59]
2. Bankfähige Lebensdauern: Mehr unabhängige IEC-Zertifizierungen (einschließlich für flexible Produkte), längere Outdoor-Datensätze und Garantien ≥10–15 Jahre. ^[60]
3. Sicherere Stapel: Breitere Nutzung von bleibindenden Klebstoffen/Folien und Recyclinglogistik am Lebensende. ^[61]
4. Hybride Architekturen: Dünnsilizium- + Perowskit-Tandems auf flexiblen Trägern für höhere Effizienz ohne Einbußen bei der Biegsamkeit. ^[62]

Aktuelle Schlagzeilen & wichtige Berichte (aktualisiert bis 15. August 2025)

• Japans 1,5 Milliarden $-Wette auf ultradünne flexible Perowskite (Politik + industrieller Ausbau). ^[63]
• Qcells meldet Fortschritt bei großflächigen Perowskit-auf-Silizium-Zellen (relevant für Tandems/künftige Laminate). ^[64]
• Ankers Perowskit-Schirm signalisiert Verbrauchertests (Spezifikationen nicht verifiziert). ^[65]

Aktuelle Berichterstattung: Perowskit-PV & flexible Laminate (2025)^[66][67]

Weiterführende Literatur (ausgewählte Forschung & Analysen)

• Rollen-zu-Rollen-Fertigung & Kosten: Nature Communications (2024) prognostiziert ~$0,7/W im großen Maßstab. ^[68]
• Laminationsinnovationen: Niedrigspannungs-PIB-Klebstoffe (2024) und isostatische Presslaminierung (2024). ^[69]
• Nachweis für Barrierefolien: Feuchte-Wärme-Studie verbindet WVTR mit Überlebensdauer (2025). ^[70]
• Meilenstein für flexible Tandemzellen: 29,88 % zertifiziert (2025). ^[71]
• Brancheneinführung: Fortschritts-Schnappschüsse 2025 und Modulgewinne. ^[72]

Fazit

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