Perovskitne sončne “nalepke” so skoraj tu: Kako bi lahko prilagodljive laminatne folije spremenile stene, avtomobile in strehe v elektrarne

• Fleksibilni perovskitni modul z WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/dan je ohranil 84 % svoje moči po 2.000 urah pri 85°C/85 % RH (vlažna toplota).
• Japonska subvencionira podjetje Sekisui Chemical za izgradnjo 100 MW tovarne perovskitnih filmov do leta 2027, da bi dosegli približno 20 GW zmogljivosti do leta 2040.
• Podjetje Anker je na sejmu CES 2025 predstavilo senčnik na plaži, ki ga poganja perovskit.
• Fleksibilni perovskit/silicijev tandem je dosegel certificirano učinkovitost 29,88 % v raziskovalni napravi majhne površine.
• Kitajski startup je predstavil fleksibilni modul velikosti 1,2 m × 1,6 m z nazivno močjo 260–300 W in težo 2,04 kg (≈147 W/kg).
• Več proizvajalcev je opravilo zanesljivostne teste IEC 61215/61730 (vključno s 3× vlažno toploto/termičnim ciklom), kar nakazuje napredek proti standardom za fleksibilne module.
• Roll-to-roll proizvodnja lahko izdela naprave pri <150°C, s tehno-ekonomsko projekcijo ~$0,7/W pri 1.000.000 m²/leto.
• Zaščitne folije in robni tesnilni materiali so ključni; strategije vključujejo PIB lepila in laminacijo z nizko napetostjo za zmanjšanje toplotnih/mehanskih poškodb.
• Upravljanje svinca vključuje zunanje zaščitne ovoje in notranje dopante za imobilizacijo Pb, poleg načrtov za recikliranje ob koncu življenjske dobe.
• Japonski pilotni projekti na zunanjih površinah stavb in predstavitve na Expo 2025 kažejo na ovoje stavb, ukrivljene fasade in prenosne naprave kot kratkoročne cilje.

Izjemno tanke perovskitne fotovoltaike, laminirane na fleksibilne folije, prehajajo iz laboratorija na trg. Japonska veliko vlaga (milijarde), pojavljajo se prvi izdelki in pilotni projekti. Obljuba: lahka energija na ukrivljenih ali z maso omejenih površinah s hitro, nizkotemperaturno, roll-to-roll proizvodnjo. Ovire: vzdržljivost (vlaga/toplota), varno upravljanje svinca in zanesljivo certificiranje. ^[1], ^[2], ^[3]

Kaj mislimo z “fotovoltaika iz perovskitov v fleksibilnih laminatih”

Perovskiti so razred kristalnih materialov, ki zelo učinkovito pretvarjajo svetlobo v elektriko in jih je mogoče obdelovati iz črnil pri nizkih temperaturah. Fleksibilni laminati te celice zapakirajo med polimerne zaščitne folije in lepila (namesto težkega stekla), kar ustvari tanke, lahke sončne liste, ki se lahko upognejo in prilagodijo površinam, kot so fasade, membrane, vozila, šotori in IoT naprave. ^{[4][5] [6]}

Tipična fleksibilna zloženka izgleda takole (od spredaj nazaj):

• prozorna polimerna podlaga (npr. PET ali PI) s tanko prevodno plastjo,
• plasti za transport elektronov/lukenj,
• perovskitni absorber,
• tanka zadnja elektroda (kovina, ogljik ali prozorni prevodnik),
• inkapsulacijsko lepilo (POE/EVA/PIB itd.),
• ultrabarierna zadnja folija (za preprečevanje vdora vode/kisika), plus robni tesnilni trakovi. ^[7], ^[8]

Zakaj so laminati pomembni: vodna para hitro poškoduje perovskite, zato stopnja prehoda vodne pare (WVTR) in postopek laminacije določata življenjsko dobo. V nedavnih testih so moduli z najtesnejšo pregrado v študiji (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/dan) ohranili 84 % svoje moči po 2.000 h pri 85 °C/85 % RH (vlažna toplota). Šibkejše pregrade so odpovedale veliko prej. ^[9]

Kaj se je spremenilo v letih 2024–2025?

• Japonska nacionalna pobuda. Vlada podpira fleksibilne perovskite za izziv kitajski prevladi v PV, vključno z velikimi subvencijami za Sekisui Chemical za izgradnjo 100 MW tovarne perovskitnih folij do leta 2027. Japonski cilj je ~20 GW perovskitne zmogljivosti do leta 2040. ^[10], ^[11], ^[12]
• Prve predstavitve blizu potrošnikom. Anker je na CES 2025 predstavil s perovskiti napajan senčnik za plažo (marketinške trditve so drzne in niso neodvisno preverjene), kar kaže, kako lahko perovskiti napajajo ukrivljeno, prenosno opremo. ^[13]
• Rekordi učinkovitosti fleksibilnih modulov. Raziskovalci so poročali o 29,88 % certificirane učinkovitosti za fleksibilni perovskitno/silicijev monolitni tandem (majhno območje, raziskovalna naprava) — mejnik, ki zmanjšuje razliko med fleksibilnimi in togimi moduli. ^[14]
• Večji prilagodljivi moduli. Kitajski startup je predstavil 1,2 m × 1,6 m prilagodljiv modul z nazivno močjo 260–300 W in težo le 2,04 kg (~147 W/kg), kar kaže na visoko specifično moč na površinah z omejeno nosilnostjo. (Trditve proizvajalca; zgodnja faza.) ^[15]
• Proti bančni zanesljivosti. Več kitajskih proizvajalcev je poročalo o uspešno opravljenih IEC 61215/61730 testih zanesljivosti (in celo 3× pospešeno staranje) — za zdaj večinoma za toge perovskitne module, kar pa nakazuje hiter napredek proti standardizirani vzdržljivosti. ^[16]

»Ko imaš tehnologijo v zelo zgodnji fazi, jo lahko zasnuješ bolje.« — Joey Luther, NREL. ^[17]

Kako so izdelani prilagodljivi perovskitni laminati (in zakaj je inkapsulacija ključnega pomena)

1. Izdelava naprav pri nizkih temperaturah
   Perovskitne plasti in kontakti se lahko tiskajo ali nanašajo pri <150 °C in se povečujejo s pomočjo roll‑to‑roll orodij — enaka logika proizvodnje kot pri embalaži ali baterijskih folijah. Tehno-ekonomska študija iz leta 2024 za popolnoma R2R perovskite je napovedala ~$0,7/W pri 1.000.000 m²/leto z možnostjo nadaljnjega zniževanja stroškov ob večjih proizvodnih linijah. ^[18]
2. Laminacija in lepila
   Običajna PV laminacija (za steklene module) uporablja ~150–160 °C za POE/EVA zamreženje. Ta temperatura lahko škoduje perovskitom, zato sta se pojavili dve strategiji:
   • Inženirsko prilagoditi celico, da preživi vakuumsko laminacijo pri 150 °C (npr. notranje difuzijske bariere, ALD SnOₓ), aliZnižati napetost/temperaturo laminacije z viskoelastičnimi PIB osnovanimi lepili ali pristopi pri sobni temperaturi/nizkem tlaku, kar zmanjša toplotni/mehanski šok. ^[19], ^[20], ^[21]
   Raziskovalci so prav tako demonstrirali izostatično laminacijo s pritiskom za oblikovanje robustnih vmesnikov brez poškodb naprave — uporabno za arhitekture z veliko površino ali z ogljikovimi elektrodami. ^[22]
3. Zaščitne folije in robna tesnila
   Vlažnost je prevladujoč način odpovedi. Poleg visokokakovostnih zaščitnih folij (pogosto večplastne anorganske/organske plasti), so robna tesnila (npr. butil) in lepilne kemije prilagojene za blokiranje vode in imobilizacijo svinca v primeru poškodb. Več pregledov in študij v letih 2024–2025 katalogizira močne kandidate za enkapsulacijo in strategije za sekvestracijo svinca. ^[23], ^[24], ^[25]

»Perovskitne sončne celice… ponujajo edinstvene priložnosti… Vendar pa je stabilnost… šibka v primerjavi s konvencionalnimi materiali, kar je mogoče izboljšati z… enkapsulacijo z zaščitnimi folijami.« — prof. Takashi Minemoto, Univerza Ritsumeikan. ^[26]

Pregled zmogljivosti (2025)

• Laboratorijski fleksibilni tandemi:29,88 % certificirano (perovskit/silicij, majhna površina). ^[27]
• Komercializacija enospojinskih modulov: Prijavljeni fleksibilni moduli 260–300 W pri 2,04 kg; drugi poročajo o 18,1 % učinkovitosti modula (togi), potrjeno pri NREL — kar kaže na hitre module na ravni napredka. ^[28]
• Mehanska vzdržljivost: Fleksibilne celice, ki ohranijo ~96 % učinkovitosti po 10.000 upogibih pri 5 mm radiju, so bile objavljene v raziskavi iz leta 2024; tandemi s tankim Si so ohranili zmogljivost po 2.000 ciklih upogibanja. (Nastavitve testov se razlikujejo.) ^[29][30]

»V zasnovo vmesnika smo uvedli koncept kompozitnih materialov… dosegli smo rezultate, ki jih s tradicionalnim inženiringom vmesnikov ni mogoče doseči.« — Dr. Guo Pengfei, HKUST. ^[31]

Kje so fleksibilni laminati najbolj primerni

• Ovoji stavb / membrane—strehe z omejeno težo, ukrivljene fasade, začasne strukture. Japonska je pilotno uvedla perovskite v obliki folije na zunanjosti stavb, Expo 2025 pa prikazuje perovskitne folije v javnih prostorih. ^[32], ^[33]
• Vozila in mobilnost—ukrivljene površine (strehe, ohišja), prikolice in droni imajo koristi od visoke W/kg in prilagodljivosti. ^[34]
• Prenosne in IoT naprave—dežniki, šotori, napisi in nizkoenergijske naprave, kjer sta odzivnost pri šibki svetlobi in oblika pomembnejša od absolutnega $/W. ^[35]

Varnost in trajnost: vprašanje svinca (in resnične rešitve)

Večina visokozmogljivih perovskitov uporablja majhno količino svinca. Tveganje nastane, če je modul počen in prepojen. Možni ukrepi vključujejo:

• Zunanja zaščita: tesne zaščitne folije + robustna robna tesnila + inkapsulanti, ki vežejo svinec, da se Pb imobilizira, če je laminat poškodovan.
• Notranja zaščita: dopanti in aditivi, ki vežejo Pb znotraj mikrostrukture perovskita; zasnove, ki omogočajo recikliranje ob koncu življenjske dobe. ^[36], ^[37], ^[38]

Bančna sprejemljivost in standardi: kako bo videti “dobro”

• Testi modulov: Opravljanje IEC 61215/61730 je osnovni pogoj za zunanjo fotovoltaiko. Leta 2025 so proizvajalci poročali o certifikatih (večinoma togi perovskiti), vključno s trojno okrepljenim staranjem (3× vlažno-toplotno/ciklično segrevanje), kar je močan pokazatelj trajnosti. Prilagodljivi moduli morajo izpolnjevati podobna ali prilagojena merila, saj se standardi razvijajo. ^[41]
• Združljivost s proizvodnjo: Standardna vakuumska laminacija pri ~150 °C obremenjuje perovskite — zato uporabite na laminacijo odporne skladnje naprav ali lepila/stiskalnice z nizko obremenitvijo. ^[42][43]
• Učinkovitost pregrad: Nadzorovane študije neposredno povezujejo WVTR s preživetjem pri vlažno-toplotnih pogojih; izberite filme z izjemno nizkim WVTR in preverjena robna tesnila. ^[44]

Stroški in ekonomika (zgodnje, a spodbudno)

• Nastajajoče R2R linije (ink/slot-die, blade, PVD/ALD za kontakte) bi lahko dosegle ~$0,7/W v velikem obsegu, z nadaljnjim zniževanjem zaradi učne krivulje. LCOE je najbolj odvisen od učinkovitosti in življenjske dobe; analize kažejo, da postanejo perovskiti privlačni, ko moduli presežejo ~20–24% in zdržijo 15–25+ let, zlasti v lahkih/prilagodljivih nišah z BOS prihranki. ^[45][46]

Drobni tisk: realnosti zadnjih dveh let

• Hype proti utrjevanju: Poleg resničnega napredka so se nekateri odmevni pionirji fleksibilnih tehnologij finančno spopadali (npr. Saule Technologies je leta 2025 poročal o hudih težavah). Bleščeče demonstracije in marketinške specifikacije obravnavajte z ustrezno skrbnostjo. ^[47][48]
• Trditve potrebujejo podatke tretjih oseb: Zgodnje potrošniške naprave (kot je perovskitni dežnik) navajajo izjemne učinkovitosti, vendar je neodvisna verifikacija redka. Zahtevajte certificirana testna poročila. ^[49]

Kako danes oceniti fleksibilni perovskitni laminat

Zahtevajte od ponudnikov:

1. Dokazi o certifikaciji: Poročila o testiranju IEC 61215/61730 (ali enakovredna) za točno revizijo izdelka. ^[50]
2. Specifikacije pregrade: WVTR/OTR vrednosti laminata in sistema za tesnjenje robov; rezultati testov v vlažnem okolju (85 °C/85% RH) in UV testov. ^[51]
3. Toplotno procesno okno: Temperatura/čas laminacije in dokazi, da naprava preživi postopek (npr. PCE pred/po laminaciji, EL slike). ^[52]
4. Mehanski podatki: Polmer upogiba in število ciklov, pri katerih se ohrani ≥90–95% zmogljivosti. ^[53]
5. Upravljanje svinca: Kemija enkapsulanta in ukrepi za zajem svinca; EHS dokumentacija in načrt za recikliranje ob koncu življenjske dobe. ^[54][55]
6. Garancija & terenski pilotni projekti: Lokacije, trajanja in spremljana učinkovitost dejanskih namestitev (idealno 12–24 mesecev+).

Strokovne izjave, ki jih lahko uporabite

• NREL (trajnost na prvem mestu): »Usmerjanje perovskitnih PV k večji trajnosti ima v tej fazi več smisla.« — Joey Luther. ^[56]
• Univerza Ritsumeikan (ovire so pomembne): »Stabilnost … je mogoče izboljšati z … enkapsulacijo z bariernimi folijami.« — Takashi Minemoto. ^[57]
• HKUST (vmesniki po načrtu): »V zasnovo vmesnika smo uvedli koncept kompozitnih materialov …« — Guo Pengfei. ^[58]

Pogled naprej: kaj spremljati v prihodnje

1. Povečava proizvodnih linij za folije (npr. Sekisui 100 MW do 2027) in kako se spreminjajo izkoristki pri R2R proizvodnji. ^[59]
2. Bančne življenjske dobe: Več neodvisnih IEC potrditev (tudi za fleksibilne izdelke), daljši zunanji podatkovni nizi in garancije ≥10–15 let. ^[60]
3. Varnejše plasti: Širša uporaba lepil/folij za vezavo svinca in logistika recikliranja ob koncu življenjske dobe. ^[61]
4. Hibridne arhitekture: Tanke silicijeve + perovskitne tandeme na fleksibilnih nosilcih za večjo učinkovitost brez žrtvovanja upogljivosti. ^[62]

Trenutne novice in ključna poročila (posodobljeno na 15. avgust 2025)

• Japonska 1,5 milijarde $ stava na ultra tanke fleksibilne perovskite (politika + industrijska širitev). ^[63]
• Qcells poroča o napredku pri perovskitno-na-silicijevih celicah velike površine (pomembno za tandeme/prihodnje lamine). ^[64]
• Ankerjeva perovskitna dežnik nakazuje na potrošniške eksperimente (specifikacije niso preverjene). ^[65]

Sveže poročanje: perovskitni FV & fleksibilni laminati (2025)^[66][67]

Dodatno branje (izbrane raziskave & analize)

• Roll‑to‑roll proizvodnja & stroški: Nature Communications (2024) napoveduje ~$0.7/W v obsegu. ^[68]
• Inovacije v laminaciji: Nizko-napetostna PIB lepila (2024) in izostatična laminacija s stiskanjem (2024). ^[69]
• Dokazi o zaščitnih folijah: Študija vlažne toplote, ki povezuje WVTR s preživetjem (2025). ^[70]
• Mejnik fleksibilnih tandemov: 29,88 % certificirano (2025). ^[71]
• Industrijska uvedba: Pregledi napredka 2025 in izboljšave modulov. ^[72]

Spodnja črta

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