Perovskitové solárne „nálepky“ sú už takmer tu: Ako flexibilné lamináty môžu premeniť steny, autá a strechy na elektrárne

• Flexibilný perovskitový modul s WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/deň si zachoval 84 % svojho výkonu po 2 000 hodinách pri 85 °C/85 % RH (Damp-Heat).
• Japonsko dotuje spoločnosť Sekisui Chemical na výstavbu 100 MW závodu na výrobu perovskitových fólií do roku 2027, aby pomohlo dosiahnuť približne 20 GW kapacity do roku 2040.
• Spoločnosť Anker predviedla na CES 2025 plážový slnečník poháňaný perovskitom.
• Flexibilný perovskitovo-kremíkový tandem dosiahol certifikovanú účinnosť 29,88 % v malom výskumnom zariadení.
• Čínsky startup predstavil flexibilný modul s rozmermi 1,2 m × 1,6 m s výkonom 260–300 W a hmotnosťou 2,04 kg (≈147 W/kg).
• Niekoľko výrobcov prešlo testami spoľahlivosti IEC 61215/61730 (vrátane 3× damp-heat/thermal cycling), čo signalizuje pokrok smerom k štandardom pre flexibilné moduly.
• Roll-to-roll výroba dokáže vyrábať zariadenia pri teplotách <150 °C, s techno-ekonomickou projekciou ~$0,7/W pri 1 000 000 m²/rok.
• Bariérové fólie a okrajové tesnenia sú kľúčové; stratégie zahŕňajú PIB lepidlá a lamináciu s nízkym napätím na zníženie tepelného/mechanického poškodenia.
• Manažment olova zahŕňa externé bariérové zapuzdrenia a vnútorné dopanty na imobilizáciu Pb, plus plány recyklácie na konci životnosti.
• Japonské pilotné projekty na budovách a demonštrácie na Expo 2025 poukazujú na obvodové plášte budov, zakrivené fasády a prenosné zariadenia ako krátkodobé ciele.

Ultra‑tenké perovskitové fotovoltické články laminované na flexibilné fólie sa presúvajú z laboratória na trh. Japonsko masívne investuje (miliardy) a objavujú sa prvé produkty a pilotné projekty. Prísľub: ľahký zdroj energie na zakrivených alebo hmotnostne obmedzených povrchoch s rýchlou, nízkoteplotnou, roll-to-roll výrobou. Prekážky: odolnosť (vlhkosť/teplo), bezpečný manažment olova a certifikácia vhodná pre financovanie. ^[1], ^[2], ^[3]

Čo myslíme pod „fotovoltikou z perovskitov vo flexibilných laminátoch“

Perovskity sú trieda kryštalických materiálov, ktoré premieňajú svetlo na elektrinu veľmi efektívne a dajú sa spracovať z atramentov pri nízkych teplotách. Flexibilné lamináty balia tieto články medzi polymérové bariérové fólie a lepidlá (namiesto ťažkého skla), čím vytvárajú tenké, ľahké solárne fólie, ktoré sa môžu ohýbať a prispôsobiť povrchom ako fasády, membrány, vozidlá, stany a IoT zariadenia. ^{[4][5] [6]}

Typická flexibilná vrstva vyzerá takto (spredu dozadu):

• priehľadný polymérový substrát (napr. PET alebo PI) s tenkou vodivou vrstvou,
• vrstvy na transport elektrónov/dier,
• perovskitový absorbér,
• tenká zadná elektróda (kov, uhlík alebo priehľadný vodič),
• zapuzdrovacie lepidlo (POE/EVA/PIB, atď.),
• ultrabarierová zadná fólia (na zabránenie vniknutiu vody/kyslíka), plus okrajové tesnenia. ^[7], ^[8]

Prečo na laminátoch záleží: vodná para rýchlo poškodzuje perovskity, takže priepustnosť bariéry pre vodnú paru (WVTR) a proces laminácie určujú životnosť. V nedávnych testoch moduly s najtesnejšou bariérou v štúdii (WVTR ≈ 5.0 × 10⁻³ g/m²/deň) si zachovali 84% svojho výkonu po 2 000 h pri 85 °C/85% RH (Damp‑Heat). Slabšie bariéry zlyhali oveľa skôr. ^[9]

Čo sa zmenilo v rokoch 2024–2025?

• Japonská národná iniciatíva. Vláda podporuje flexibilné perovskity, aby vyzvala čínsku dominanciu v oblasti fotovoltiky, vrátane veľkých dotácií pre Sekisui Chemical na výstavbu 100 MW závodu na výrobu perovskitových fólií do roku 2027. Cieľom Japonska je ~20 GW perovskitovej kapacity do roku 2040. ^[10], ^[11], ^[12]
• Prvé demonštrácie blízke spotrebiteľom. Anker predstavil na CES 2025 perovskitový plážový slnečník (marketingové tvrdenia sú odvážne a nezávisle neoverené), čo ukazuje, ako môžu perovskity napájať zakrivené, prenosné zariadenia. ^[13]
• Rekordy v účinnosti flexibilných zariadení. Vedci oznámili 29,88% certifikovanú účinnosť pre flexibilný perovskitovo/kremíkový monolitický tandem (malá plocha, výskumné zariadenie) — míľnik, ktorý zmenšuje rozdiel medzi flexibilnými a pevnými zariadeniami. ^[14]
• Väčšie flexibilné moduly. Čínsky startup predstavil 1,2 m × 1,6 m flexibilný modul s výkonom 260–300 W a hmotnosťou len 2,04 kg (~147 W/kg), čo poukazuje na vysoký špecifický výkon na plochách s obmedzenou nosnosťou. (Tvrdenia výrobcu; počiatočná fáza.) ^[15]
• Smerom k bankovateľnosti. Viacerí čínski výrobcovia oznámili splnenie požiadaviek spoľahlivosti IEC 61215/61730 (a dokonca aj 3× zrýchlené starnutie) — zatiaľ väčšinou pre pevné perovskitové moduly, čo však signalizuje rýchly pokrok smerom k štandardizovanej odolnosti. ^[16]

„Keď máte technológiu vo veľmi ranom štádiu, máte možnosť ju navrhnúť lepšie.“ — Joey Luther, NREL. ^[17]

Ako sa vyrábajú flexibilné perovskitové lamináty (a prečo je zapuzdrenie kľúčové)

1. Výroba zariadení pri nízkej teplote
   Perovskitové vrstvy a kontakty je možné tlačiť alebo nanášať pri <150 °C a škálovať pomocou roll‑to‑roll nástrojov — rovnaká výrobná logika ako pri balení alebo fóliách do batérií. Techno-ekonomická štúdia čisto R2R perovskitov z roku 2024 predpovedala ~$0,7/W pri 1 000 000 m²/rok s priestorom na ďalšie znižovanie nákladov pri rozširovaní liniek. ^[18]
2. Laminácia a lepidlá
   Konvenčná PV laminácia (pre sklenené moduly) používa ~150–160 °C na zosieťovanie POE/EVA. Táto teplota môže poškodiť perovskity, preto sa objavili dve stratégie:
   • Navrhnúť článok, aby prežil vákuovú lamináciu pri 150 °C (napr. vnútorné difúzne bariéry, ALD SnOₓ), aleboZnížiť napätie/teplotu pri laminácii pomocou viskoelastických lepidiel na báze PIB alebo prístupov pri izbovej teplote/nízkom tlaku, čím sa znižuje tepelný/mechanický šok. ^[19], ^[20], ^[21]
   Výskumníci tiež demonštrovali izostatickú lisovaciu lamináciu na vytvorenie pevných rozhraní bez poškodenia zariadenia — užitočné pre veľkoplošné alebo uhlíkové elektródové architektúry. ^[22]
3. Bariérové fólie & okrajové tesnenia
   Vlhkosť je dominantným spôsobom zlyhania. Okrem vysokokvalitných bariérových fólií (často viacvrstvové anorganické/organické vrstvy) sú okrajové tesniace materiály (napr. butyl) a lepiace chemikálie upravené na blokovanie vody a imobilizáciu olova v prípade poškodenia. Viaceré prehľady a štúdie v rokoch 2024–2025 katalogizujú silných kandidátov na zapuzdrenie a stratégie sekvestrácie olova. ^[23], ^[24], ^[25]

„Perovskitové solárne články… ponúkajú jedinečné príležitosti… Avšak stabilita… je slabá v porovnaní s konvenčným materiálom, čo možno zlepšiť… zapuzdrením bariérovými fóliami.“ — Prof. Takashi Minemoto, Ritsumeikan Univ. ^[26]

Prehľad výkonu (2025)

• Laboratórne flexibilné tandemové články:29,88 % certifikované (perovskit/kremík, malá plocha). ^[27]
• Komercializácia jednočlánkových modulov: Hlásené flexibilné moduly 260–300 W pri 2,04 kg; iné hlásia 18,1 % účinnosť modulu (pevný) overenú NREL — čo naznačuje rýchle zlepšenia na úrovni modulov. ^[28]
• Mechanická odolnosť: Flexibilné články si zachovali ~96 % účinnosti po 10 000 ohyboch pri polomere 5 mm podľa výskumu z roku 2024; tandemové články s tenkým Si si zachovali výkon po 2 000 cykloch ohybu. (Testovacie nastavenia sa líšia.) ^[29][30]

„Zaviedli sme koncept kompozitných materiálov do návrhu rozhraní… dosiahli sme výsledky, ktoré sú tradičným inžinierstvom rozhraní nedosiahnuteľné.“ — Dr. Guo Pengfei, HKUST. ^[31]

Kde sa najlepšie uplatnia flexibilné lamináty

• Obvodové plášte budov / membrány—strechy s obmedzenou hmotnosťou, zakrivené fasády, dočasné stavby. Japonsko pilotne nasadilo perovskity vo forme fólií na exteriéroch budov a Expo 2025 predstavuje perovskitové fólie vo verejných priestoroch. ^[32], ^[33]
• Vozidlá a mobilita—zakrivené povrchy (strechy, kryty), prívesy a drony profitujú z vysokého W/kg a prispôsobivosti. ^[34]
• Prenosné zariadenia a IoT—dáždniky, stany, značenie a nízkoenergetické zariadenia, kde je dôležitejšia odozva pri slabom svetle a tvar než absolútna cena $/W. ^[35]

Bezpečnosť a udržateľnosť: otázka olova (a skutočné riešenia)

Väčšina vysoko výkonných perovskitov používa malé množstvo olova. Riziko vzniká, ak je modul poškodený a namočený. Opatrenia zahŕňajú:

• Externé: tesné bariérové fólie + robustné okrajové tesnenia + olovo viažuce zapuzdrovacie materiály na imobilizáciu Pb, ak je laminát poškodený.
• Interné: dopanty a aditíva, ktoré zachytávajú Pb vo vnútri mikroštruktúry perovskitu; návrhy, ktoré uľahčujú recykláciu na konci životnosti. ^[36], ^[37], ^[38]

Bankovateľnosť & štandardy: ako bude vyzerať „dobré“

• Testy modulov: Splnenie IEC 61215/61730 je základom pre vonkajšie FV. V roku 2025 výrobcovia hlásili certifikácie (väčšinou tuhé perovskity), vrátane trojnásobného starnutia (3× vlhko-teplo/teplotné cyklovanie), čo je silný ukazovateľ odolnosti. Flexibilné moduly musia spĺňať podobné alebo prispôsobené kritériá podľa vývoja štandardov. ^[41]
• Výrobná kompatibilita: Štandardná vákuová laminácia pri ~150 °C zaťažuje perovskity — preto buď použite laminácii odolné vrstvy zariadenia alebo lepidlá/lisovanie s nízkym napätím. ^[42][43]
• Výkonnosť bariéry: Kontrolované štúdie priamo spájajú WVTR s prežitím pri vlhku a teple; vyberajte filmy s ultra-nízkym WVTR a overené okrajové tesnenia. ^[44]

Náklady & ekonomika (skoré, ale povzbudivé)

• Nové R2R linky (tlač/slot-die, čepeľ, PVD/ALD pre kontakty) by mohli dosiahnuť ~$0,7/W vo veľkom meradle, s ďalším znižovaním vďaka učebnej krivke. LCOE najviac závisí od účinnosti a životnosti; analýzy naznačujú, že perovskity sa stávajú zaujímavými, keď moduly prekročia ~20–24 % a vydržia 15–25+ rokov, najmä v ľahkých/flexibilných segmentoch s úsporami BOS. ^[45][46]

Drobné písmo: realita z posledných dvoch rokov

• Hype verzus spevnenie: Popri skutočnom pokroku mali niektorí známi priekopníci v oblasti flexibilných technológií finančné problémy (napr. Saule Technologies hlásili vážne ťažkosti v roku 2025). Očarujúce ukážky a marketingové špecifikácie posudzujte s náležitou opatrnosťou. ^[47][48]
• Tvrdenia potrebujú údaje od tretích strán: Prvé spotrebiteľské zariadenia (ako perovskitový dáždnik) uvádzajú pozoruhodné účinnosti, ale nezávislé overenie je zriedkavé. Požadujte certifikované testovacie správy. ^[49]

Ako dnes hodnotiť flexibilný perovskitový laminát

Pýtajte si od dodávateľov:

1. Dôkazy o certifikácii: Správy o testoch IEC 61215/61730 (alebo ekvivalentné) pre presnú revíziu produktu. ^[50]
2. Špecifikácie bariéry: Hodnoty WVTR/OTR pre laminát a systém okrajového tesnenia; výsledky testov vlhkého tepla (85 °C/85% RH) a UV testov. ^[51]
3. Tepelné procesné okno: Teplota/čas laminácie a dôkazy, že zariadenie prežije proces (napr. PCE pred/po laminácii, EL snímky). ^[52]
4. Mechanické údaje: Polomer ohybu a počet cyklov, pri ktorých sa zachová ≥90–95% výkonu. ^[53]
5. Riadenie olova: Chémia zapuzdrovadla a opatrenia na zachytávanie olova; EHS dokumentácia a plán recyklácie na konci životnosti. ^[54][55]
6. Záruka & terénne piloty: Lokality, trvanie a monitorovaný výkon reálnych inštalácií (ideálne 12–24 mesiacov+).

Citáty odborníkov, ktoré môžete použiť

• NREL (udržateľnosť na prvom mieste): „Posúvať perovskitové FV smerom k vyššej udržateľnosti dáva v tomto štádiu väčší zmysel.“ — Joey Luther. ^[56]
• Ritsumeikan Univ. (bariéry sú dôležité): „Stabilitu… možno zlepšiť… zapuzdrením bariérovými fóliami.“ — Takashi Minemoto. ^[57]
• HKUST (rozhrania podľa návrhu): „Zaviedli sme koncept kompozitných materiálov do návrhu rozhraní…“ — Guo Pengfei. ^[58]

Výhľad: čo sledovať najbližšie

1. Škálovanie výrobných liniek na báze fólií (napr. Sekisui 100 MW do roku 2027) a ako sa vyvíja výťažnosť pri R2R produkcii. ^[59]
2. Bankovateľné životnosti: Viac nezávislých IEC testov (vrátane flexibilných produktov), dlhšie vonkajšie dátové súbory a záruky ≥10–15 rokov. ^[60]
3. Bezpečnejšie vrstvy: Širšie využitie lepidiel/fólií viažucich olovo a recyklačnej logistiky na konci životnosti. ^[61]
4. Hybridné architektúry: Tenký kremík + perovskitové tandemové články na flexibilných nosičoch pre vyššiu účinnosť bez straty ohybnosti. ^[62]

Aktuálne titulky & kľúčové správy (aktualizované k 15. augustu 2025)

• Japonsko stavia na 1,5 miliardy USD v oblasti ultratenkých flexibilných perovskitov (politika + rozvoj priemyslu). ^[63]
• Qcells hlási pokrok vo veľkoplošných článkoch perovskit-na-kremíku (relevantné pre tandemové/laminátové riešenia budúcnosti). ^[64]
• Ankerov perovskitový dáždnik signalizuje spotrebiteľské experimentovanie (špecifikácie neoverené). ^[65]

Nové správy: perovskitové FV & flexibilné lamináty (2025)^[66][67]

Ďalšie čítanie (vybrané výskumy & analýzy)

• Roll‑to‑roll výroba & náklady: Nature Communications (2024) predpovedá ~$0.7/W vo veľkom meradle. ^[68]
• Inovácie v laminovaní: Nízkostresové PIB lepidlá (2024) a izostatické lisovacie laminovanie (2024). ^[69]
• Dôkazy o bariérových fóliách: Štúdia vlhkého tepla spájajúca WVTR s prežitím (2025). ^[70]
• Míľnik flexibilných tandemov: 29,88 % certifikovaných (2025). ^[71]
• Zavádzanie v priemysle: Prehľad pokroku v roku 2025 a zisky modulov. ^[72]

Zhrnutie

Flexibilné perovskitové lamináty už nie sú len sci-fi. Vďaka výraznému národnému financovaniu, viditeľným pilotným projektom a rýchlo sa zlepšujúcej vede o zapuzdrení sú na dobrej ceste slúžiť ľahkým, prispôsobivým segmentom, kam sklenené moduly nemôžu – a to za atraktívnych ekonomických podmienok, ak sa dosiahnu ciele životnosti. Sledujte pozorne kvalitu bariéry, napätie pri laminovaní a nezávislé certifikácie, keď uvidíte ďalší titulok o „solárnej nálepke“. ^[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