- Un modul flexibil cu perovskit cu WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/zi a păstrat 84% din puterea sa după 2.000 de ore la 85°C/85% RH (umiditate ridicată și căldură).
- Japonia subvenționează Sekisui Chemical pentru a construi o fabrică de perovskit tip film de 100 MW până în 2027, pentru a ajuta la atingerea unei capacități de aproximativ 20 GW până în 2040.
- Anker a demonstrat o umbrelă de plajă alimentată cu perovskit la CES 2025.
- Un tandem flexibil perovskit/siliciu a atins o eficiență certificată de 29,88% într-un dispozitiv de cercetare de mică suprafață.
- Un startup chinez a prezentat un modul flexibil de 1,2 m × 1,6 m, evaluat la 260–300 W și cu o greutate de 2,04 kg (≈147 W/kg).
- Mai mulți producători au trecut testele de fiabilitate IEC 61215/61730 (inclusiv 3× umiditate ridicată/ciclare termică), semnalând progrese către standarde pentru module flexibile.
- Producția roll-to-roll poate fabrica dispozitive la <150°C, cu o proiecție tehnico-economică de ~$0,7/W la 1.000.000 m²/an.
- Filmele de barieră și sigilările de margine sunt critice; strategiile includ adezivi PIB și laminare cu stres redus pentru a diminua daunele termice/mecanice.
- Eforturile de gestionare a plumbului includ încapsulanți de barieră externă și dopanți interni pentru a imobiliza Pb, plus planuri de reciclare la sfârșitul vieții produsului.
- Proiectele pilot pe exteriorul clădirilor din Japonia și demonstrațiile de la Expo 2025 indică pielea clădirilor, fațadele curbate și dispozitivele portabile ca ținte pe termen scurt.
Fotovoltaicele ultra-subțiri cu perovskit laminate pe filme flexibile trec de la laborator la piață. Japonia investește masiv (miliarde), iar primele produse și proiecte pilot apar deja. Promisiunea: energie ușoară pe suprafețe curbate sau cu limită de greutate, cu producție rapidă, la temperaturi joase, roll-to-roll. Obstacolele: durabilitate (umiditate/căldură), gestionarea sigură a plumbului și certificare bancabilă. [1], [2], [3]
Ce înțelegem prin „fotovoltaice din perovskit în laminate flexibile”
Perovskitele sunt o clasă de materiale cristaline care convertesc lumina în electricitate foarte eficient și pot fi procesate din cerneluri la temperaturi scăzute. Laminatele flexibile ambalează aceste celule între filme de barieră polimerică și adezivi (în loc de sticlă grea), creând foi solare subțiri și ușoare care se pot îndoi și adapta la suprafețe precum fațade, membrane, vehicule, corturi și dispozitive IoT. [4][5] [6]
O structură flexibilă tipică arată astfel (față-spate):
- substrat polimeric transparent (de ex., PET sau PI) cu un strat subțire conductiv,
- straturi de transport electroni/găuri,
- absorberul de perovskit,
- un electrod posterior subțire (metal, carbon sau conductor transparent),
- adeziv de încapsulare (POE/EVA/PIB etc.),
- folie ultrabarieră pe spate (pentru a împiedica pătrunderea apei/oxigenului), plus etanșări la margini. [7], [8]
De ce contează laminele: vaporii de apă deteriorează rapid perovskiții, astfel că rata de transmisie a vaporilor de apă (WVTR) a barierei și procesul de laminare determină durata de viață. În teste recente, modulele care au folosit cea mai strânsă barieră din studiu (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/zi) au păstrat 84% din puterea lor după 2.000 h la 85 °C/85% RH (Damp‑Heat). Barierele mai slabe au cedat mult mai devreme. [9]
Ce s-a schimbat în 2024–2025?
- Inițiativa națională a Japoniei. Guvernul susține perovskiții flexibili pentru a provoca dominația Chinei în domeniul fotovoltaic, inclusiv subvenții majore pentru Sekisui Chemical pentru a construi o fabrică de perovskiți tip film de 100 MW până în 2027. Ținta Japoniei este ~20 GW capacitate de perovskiți până în 2040. [10], [11], [12]
- Primele demonstrații apropiate de consumator. Anker a prezentat o umbrelă de plajă alimentată cu perovskiți la CES 2025 (afirmațiile de marketing sunt îndrăznețe și nu au fost verificate independent), reflectând modul în care perovskiții pot alimenta echipamente curbate, portabile. [13]
- Recorduri de eficiență la flexibil. Cercetătorii au raportat o eficiență certificată de 29,88% pentru un tandem monolitic flexibil perovskit/siliciu (suprafață mică, dispozitiv de cercetare) — un reper care reduce diferența dintre flexibil și rigid. [14]
- Module flexibile mai mari. O startup chinez a introdus un modul flexibil de 1,2 m × 1,6 m evaluat la 260–300 W și doar 2,04 kg (~147 W/kg), indicând o putere specifică ridicată pentru suprafețe cu limită de greutate. (Afirmații ale producătorului; stadiu incipient.) [15]
- Spre bancabilitate. Mai mulți producători chinezi au raportat trecerea regimurilor de fiabilitate IEC 61215/61730 (și chiar îmbătrânire accelerată de 3×) — în principal pentru module perovskite rigide până acum, dar acest lucru semnalează un progres rapid spre durabilitate standardizată. [16]
„Când ai o tehnologie în stadii foarte incipiente, ai posibilitatea să o proiectezi mai bine.” — Joey Luther, NREL. [17]
Cum sunt fabricate laminatele flexibile cu perovskit (și de ce încapsularea este factorul decisiv)
- Fabricarea dispozitivelor la temperatură joasă
Straturile de perovskit și contactele pot fi imprimate sau depuse la <150 °C și scalate cu unelte roll‑to‑roll — aceeași logică de producție folosită pentru ambalaje sau folii pentru baterii. Un studiu tehnico-economic din 2024 pentru perovskite complet R2R a estimat ~$0,7/W la 1.000.000 m²/an cu potențial de scădere suplimentară a costurilor pe măsură ce liniile se extind. [18] - Laminare & adezivi
Laminarea convențională PV (pentru module din sticlă) folosește ~150–160 °C pentru reticularea POE/EVA. Acea temperatură poate afecta perovskitele, așa că au apărut două strategii:- Proiectarea celulei pentru a rezista laminării în vid la 150 °C (de exemplu, bariere interne de difuzie, ALD SnOₓ), sauReducerea stresului/temperaturii de laminare cu adezivi viscoelastici pe bază de PIB sau metode la temperatură/ presiune scăzută, reducând șocul termic/mecanic. [19], [20], [21]
- Filme de barieră & etanșări de margine
Umiditatea este principala cauză de defectare. Dincolo de filmele de barieră de înaltă calitate (adesea stive multistrat anorganic/organic), etanșanții de margine (de ex., butil) și chimiile adezive sunt ajustate pentru a bloca apa și a imobiliza plumbul dacă apare o deteriorare. Mai multe recenzii și studii din 2024–2025 cataloghează candidați puternici pentru încapsulare și strategii de sechestrare a plumbului. [23], [24], [25]
„Celulele solare pe bază de perovskit… oferă oportunități unice… Totuși, stabilitatea… este slabă comparativ cu materialele convenționale, dar poate fi îmbunătățită prin… încapsulare cu filme de barieră.” — Prof. Takashi Minemoto, Universitatea Ritsumeikan. [26]
Instantaneu de performanță (2025)
- Tandemuri flexibile la scară de laborator:29,88% certificat (perovskit/siliciu, suprafață mică). [27]
- Comercializarea modulelor cu joncțiune simplă: Module flexibile raportate 260–300 W la 2,04 kg; alții raportează 18,1% eficiență a modulului (rigid) verificată de NREL — indicând progrese rapide la nivel de modul. [28]
- Durabilitate mecanică: Celule flexibile care păstrează ~96% eficiență după 10.000 de îndoiri la o rază de 5 mm au fost raportate în cercetări din 2024; tandemurile cu Si subțire și-au menținut performanța după 2.000 cicluri de îndoire. (Configurațiile de testare variază.) [29][30]
„Am introdus conceptul de materiale compozite în designul interfeței… obținând rezultate imposibil de atins cu ingineria tradițională a interfeței.” — Dr. Guo Pengfei, HKUST. [31]
Unde se potrivesc cel mai bine laminatele flexibile
- Învelitori/clădiri / membrane—acoperișuri cu greutate limitată, fațade curbate, structuri temporare. Japonia a pilotat perovskite de tip film pe exteriorul clădirilor, iar Expo 2025 prezintă filme de perovskit în spații publice. [32], [33]
- Vehicule & mobilitate—suprafețe curbate (acoperișuri, carenaje), remorci și drone beneficiază de W/kg ridicat și conformabilitate. [34]
- Portabile & IoT—umbrele, corturi, semnalistică și dispozitive cu consum redus, unde răspunsul la lumină slabă și factorul de formă contează mai mult decât $/W absolut. [35]
Siguranță & sustenabilitate: problema plumbului (și soluții reale)
Majoritatea perovskitelor de înaltă performanță folosesc o cantitate mică de plumb. Riscul apare dacă un modul este spart și înmuiat. Măsurile de reducere includ:
- Extern: folii de barieră strânse + etanșări robuste ale marginilor + încapsulanți care leagă plumbul pentru a imobiliza Pb dacă laminatul este deteriorat.
- Intern: dopanți și aditivi care sechestrează Pb în microstructura perovskitului; designuri care facilitează reciclarea la sfârșitul ciclului de viață. [36], [37], [38]
Cercetări recente arată că chimia laminării și straturile de sechestrare pot reduce scurgerile de plumb cu ordine de mărime; recenziile din 2025 rezumă materiale viabile (polimeri, rășini, nanoparticule) și căi de circularitate. [39], [40]
Bancabilitate & standarde: cum va arăta “binele”
- Teste de module: Promovarea IEC 61215/61730 este baza pentru PV de exterior. În 2025, producătorii au raportat certificări (în mare parte perovskiți rigizi), inclusiv îmbătrânire triplă (3× umiditate-căldură/ciclare termică), un indicator puternic pentru durabilitate. Modulele flexibile trebuie să îndeplinească criterii similare sau adaptate pe măsură ce standardele evoluează. [41]
- Compatibilitate la fabricare: Laminarea standard în vid la ~150 °C stresează perovskiții — deci fie se folosesc structuri de dispozitiv tolerante la laminare fie adezivi/presoare cu stres redus. [42][43]
- Performanța barierei: Studiile controlate leagă WVTR direct de supraviețuirea la umiditate-căldură; alegeți filme cu WVTR ultra-scăzut și etanșări de margine dovedite. [44]
Costuri & economie (încă la început, dar încurajatoare)
- Linii R2R emergente (cerneală/slot-die, lamă, PVD/ALD pentru contacte) ar putea ajunge la ~$0.7/W la scară, cu reduceri suplimentare determinate de curba de învățare. LCOE depinde cel mai mult de eficiență și durată de viață; analizele sugerează că perovskiții devin atractivi pe măsură ce modulele depășesc ~20–24% și durează 15–25+ ani, mai ales în nișe ușoare/flexibile cu economii BOS. [45][46]
Notele de subsol: realități din ultimii doi ani
- Hype vs. consolidare: Alături de progrese reale, unii pionieri flexibili de profil înalt au avut dificultăți financiare (de exemplu, Saule Technologies a raportat probleme grave în 2025). Tratați demonstrațiile spectaculoase și specificațiile de marketing cu diligență. [47][48]
- Afirmațiile au nevoie de date de la terți: Primele dispozitive pentru consumatori (precum umbrela cu perovskit) menționează eficiențe remarcabile, dar verificarea independentă este rară. Cereți rapoarte de testare certificate. [49]
Cum să evaluezi astăzi un laminat flexibil cu perovskit
Cereți furnizorilor:
- Dovezi de certificare: Rapoarte de testare IEC 61215/61730 (sau echivalent) pentru exact acea revizie de produs. [50]
- Specificații ale barierei: Valorile WVTR/OTR ale laminatului și ale sistemului de etanșare a marginilor; rezultate la testul de umezeală-căldură (85 °C/85% RH) și UV. [51]
- Fereastra de proces termic: Temperatura/timpul de laminare și dovezi că dispozitivul supraviețuiește procesului (de exemplu, PCE și imagini EL înainte/după laminare). [52]
- Date mecanice: Raza de îndoire și cicluri la care se păstrează ≥90–95% din performanță. [53]
- Gestionarea plumbului: Chimia încapsulantului și măsuri de captare a plumbului; documentație EHS și plan de reciclare la sfârșitul vieții. [54][55]
- Garanție & proiecte pilot pe teren: Locații, durate și performanță monitorizată a instalațiilor reale (ideal 12–24 luni+).
Citate de experți pe care le poți folosi
- NREL (sustenabilitate pe primul loc): „Împingerea PV pe bază de perovskit către o sustenabilitate sporită are mai mult sens în această etapă.” — Joey Luther. [56]
- Univ. Ritsumeikan (contează barierele): „Stabilitatea… poate fi îmbunătățită prin… încapsulare cu filme de barieră.” — Takashi Minemoto. [57]
- HKUST (interfețe prin design): „Am introdus conceptul de materiale compozite în designul interfeței…” — Guo Pengfei. [58]
Perspective: ce urmează de urmărit
- Scalarea liniilor de tip film (de ex., 100 MW Sekisui până în 2027) și cum evoluează randamentele pe producția R2R. [59]
- Durate de viață bancabile: Mai multe treceri IEC de la terți (inclusiv pentru produse flexibile), seturi de date outdoor mai lungi și garanții ≥10–15 ani. [60]
- Structuri mai sigure: Adoptare mai largă a adezivilor/filmelor cu sechestrare de plumb și logistică de reciclare la sfârșitul ciclului de viață. [61]
- Arhitecturi hibride: Tandemuri siliciu subțire + perovskit pe suporturi flexibile pentru eficiență mai mare fără a sacrifica flexibilitatea. [62]
Titluri actuale & raportări cheie (actualizat la 15 august 2025)
- Pariul Japoniei de 1,5 miliarde $ pe perovskite ultra-subțiri flexibile (politici + dezvoltare industrială). [63]
- Qcells raportează un avans la celule perovskite-pe-siliciu pe suprafață mare (relevant pentru tandemuri/laminate viitoare). [64]
- Umbrela cu perovskit de la Anker semnalează experimentarea de către consumatori (specificații neverificate). [65]
Acoperire recentă: PV cu perovskit & laminări flexibile (2025)[66][67]
Lectură suplimentară (cercetare & analiză selectate)
- Producție roll‑to‑roll & cost: Nature Communications (2024) prognozează ~0,7$/W la scară. [68]
- Inovații în laminare: Adezivi PIB cu stres redus (2024) și laminare prin presare izostatică (2024). [69]
- Dovezi pentru filme barieră: Studiu damp‑heat care leagă WVTR de supraviețuire (2025). [70]
- Reper pentru tandem flexibil: 29,88% certificat (2025). [71]
- Implementare în industrie: instantanee ale progresului din 2025 și câștiguri la module. [72]
Concluzie
Laminatele flexibile de perovskit nu mai sunt o idee de science-fiction. Cu finanțare națională serioasă, proiecte pilot vizibile și o știință a încapsulării în rapidă îmbunătățire, acestea sunt pe cale să deservească nișele ușoare, conforme unde modulele din sticlă nu pot ajunge — și să facă acest lucru cu o economie atractivă dacă sunt atinse țintele de durabilitate. Țineți sub observație atentă calitatea barierei, stresul de laminare și certificările independente când vedeți următorul titlu despre „autocolant solar”. [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
