Халидни перовскитни фотогальванични клетки през 2025 г.: Освобождаване на пробивна ефективност и разширяване на пазара. Разберете как тази революционна слънчева технология ще трансформира ландшафта на възобновяемата енергия през следващите пет години.

Резюме: Преглед на пазара през 2025 г. и ключови изводи
Преглед на технологията: Основи на халидни перовскитни фотогальванични клетки
Последни пробиви: Ефективност, стабилност и мащабируемост през 2024–2025 г.
Конкурентна среда: Водещи компании и индустриални алианси
Иновации в производството: Стратегии за намаляване на разходите и масово производство
Размер на пазара и прогноза (2025–2030): CAGR, приходи и инсталирана мощност
Сегменти на приложение: Услуги на комунални услуги, жилищни и нововъзникващи случаи на използване
Регулаторна среда и индустриални стандарти
Предизвикателства: Материална стабилност, токсичност и рискове в доставките
Бъдеща перспектива: План за комерциализация и дългосрочно въздействие
Източници и препратки

Резюме: Преглед на пазара през 2025 г. и ключови изводи

Халидните перовскитни фотогальванични клетки са готови да направят значителни стъпки напред през 2025 г., базирайки се на десетилетие бързи печалби в ефективността и растящ интерес от страна на търговията. Към началото на 2025 г. лабораторното производство на перовскитни соларни клетки е достигнало сертифицирани коефициенти на преобразуване на мощността, надвишаващи 26%, конкурирайки се и в някои случаи превъзхождайки традиционните технологии на базата на силиций. Секторът се характеризира с динамична среда от стартиращи фирми, установени производители на слънчева енергия и изследователски консорциуми, всички стремящи се да решат оставащите предизвикателства на стабилността, мащабируемостта и съдържанието на олово.

Ключовите играчи в индустрията, като Oxford PV и Hanwha Solutions, водят комерциализацията на перовскитно-силициеви тандемни модули, с работещи пилотни производствени линии и първоначални търговски доставки, които се очакват в рамките на годината. Oxford PV, моментално извлечен от Университета в Оксфорд, обяви планове за разширяване на своето съоръжение в Бранденбург, Германия, с цел модулни ефективности над 25% и с цел за производство в гигаватни мащаби в близко бъдеще. Междувременно Hanwha Solutions, голям глобален производител на слънчева енергия, инвестира в НИРД на перовскити и партньорства за интегриране на тандемни технологии в своята продуктова линия.

В Азия, компании като TCL и GCL Technology активно развиват производствени възможности за перовскити, използвайки своя опит в дисплейните и фотогальванични материали. Очаква се тези компании да играят решаваща роля в увеличаването на производството и намаляването на разходите, особено в контекста на преминаването на индустрията към процеси на нанасяне от руло до руло и покрития на големи площи.

Прегледът на пазара през 2025 г. показва, че перовскитните фотогальванични клетки остават малък, но бързо развиващ се сегмент от глобалния слънчев пазар, с повечето внедрения в демонстрационни проекти, пилотни инсталации и нишови приложения, като интегрирани в строителството фотогальванични клетки (BIPV) и преносими електрически устройства. Обаче перспективите за следващите няколко години са оптимистични: индустриалните пътища предвиждат търговски перовскитни модули да постигнат срокове на живот от 20 години или повече, с конкурентни нива на ниво цена на електричеството (LCOE) в сравнение с утвърдените технологии.

Ключовите изводи за 2025 г. включват: (1) перовскитно-силициевите тандемни модули са на ръба на комерсиалната жизнеспособност, (2) основни производители инвестират в увеличаване на производствения капацитет и развитие на доставките, и (3) регулаторните и екологични перспективи, особено по отношение на управлението на олово, оформят дизайна на продуктите и стратегиите за навлизане на пазара. Траекторията на сектора ще зависи от продължаващия напредък в издръжливостта, сертификацията и масовото производство, с потенциал да трансформира ландшафта на слънчевата индустрия до края на 2020-те години.

Преглед на технологията: Основи на халидни перовскитни фотогальванични клетки

Халидните перовскитни фотогальванични клетки представляват бързо напредващ клас технология за слънчеви клетки, характеризираща се с уникалната си кристална структура и изключителни оптоелектронни свойства. Терминът „перовскит“ се отнася до семейство материали с обща формула ABX₃, където ‘A’ е монометален катион (като метиламмоний, формамидиний или цезий), ‘B’ е двувалентен метален катион (обичайно олово или калай) и ‘X’ е халогениден анион (хлорид, бромид или йодид). Тази структура придава комбинация от силно поглъщане на светлина, дълги дифузионни дължини на носителите и настройваеми енергийни пропуски, което прави халидните перовскити изключително атрактивни за фотогальванични приложения.

От въвеждането си в полето на слънчевите клетки през 2009 г., халидните перовскитни устройства са направили стремителен напредък в ефективността на преобразуване на мощността (PCE), която вече надхвърля 26% в лабораторни единични клетки към 2025 г. Тази производителност приближава до установените кристални силициеви фотогальванични клетки, които доминират в глобалния пазар. Бързият напредък се дължи на иновации в състава на материала, инженеринг на интерфейси и мащабируеми техники на нанасяне. По-специално, тандемни структури — където слоеве от перовскити са нагънати върху силиций или други полупроводници — са демонстрирали сертифицирани ефективности над 33%, надхвърляйки теоретичния лимит на единични силициеви клетки.

Ключовите играчи в индустрията активно увеличават мащаба на технологията на перовскитни фотогальванични клетки. Oxford Photovoltaics, компания с обединение между Великобритания и Германия, е лидер в перовскитно-силициевите тандемни клетки и е обявила планове за производство в комерсиален мащаб в Европа. Meyer Burger Technology AG, швейцарски производител, също инвестира в перовскитно-силициеви тандемни модули, използвайки своя опит в производството на високоефективни слънчеви клетки. В Азия, TCL и дъщерното й дружество TCL Zhonghuan Renewable Energy Technology развиват технологии за перовскити и тандем, цели да ги интегрират в масовото производство. Тези компании сътрудничат с изследователски институти и доставчици на оборудване, за да преодолеят предизвикателствата в стабилността, мащабируемостта и безопасността на околната среда.

Основното предизвикателство за халидните перовскитни фотогальванични клетки остава дългосрочната оперативна стабилност, особено при реални условия на топлина, влага и UV излагане. Последните напредъци в капсулирането, структурното инженерство и пасивация на интерфейса значително подобриха сроковете на експлоатация на устройствата, като някои прототипи вече демонстрират стабилна работа за над 2,000 часа под ускорени тестове. Индустриалните планове за 2025 и след това се фокусират върху допълнителното удължаване на операторските срокове, намаляване на съдържанието на олово или развитие на безоловни алтернативи и постигане на икономически ефективно производство с висока производителност.

Гледайки напред, перспективите за халидните перовскитни фотогальванични клетки са много обещаващи. С продължаващите напредъци в материалознанието и производството, комерсиалното внедряване на модули на база перовскити — особено в тандем конфигурации — се очаква да се ускори в следващите няколко години, потенциално променяйки глобалния ландшафт на слънчевата енергия.

Последни пробиви: Ефективност, стабилност и мащабируемост през 2024–2025 г.

Халидните перовскитни фотогальванични клетки продължиха да се развиват бързо през 2024–2025 г., със значителни пробиви в ефективността, стабилността и мащабируемостта. Полето е видяло нарастване на активността както в академичните среди, така и в индустрията, тъй като перовскитните слънчеви клетки (PSC) се приближават до комерсиалната жизнеспособност. През 2024 г. няколко изследователски групи и компании съобщиха за сертифицирани коефициенти на преобразуване на мощността (PCE), надхвърлящи 26% за единични перовскитни клетки, конкурирайки се с традиционните силициеви фотогальванични клетки. Тандемните архитектури — особено перовскитно-силициевите тандемни модули — надминаха 30% ефективност в лабораторни условия, като някои модули приближават този километър из масштаб на минимодули.

Основен акцент през 2024–2025 г. е бил върху оперативната стабилност, исторически важно предизвикателство за перовскитните устройства. Последните напредъци в структурното инженерство, пасивация на интерфейса и капсулиране са позволили на устройствата да запазят над 90% от първоначалната си ефективност след 2,000 часа непрекъсната работа при стандартни тестови условия. По-специално компании като Oxford PV демонстрираха перовскитно-силициеви тандемни модули с надеждна стабилност на открито, с цел търговски жизнен цикъл над 25 години. Oxford PV също обяви увеличаването на пилотната си производствена линия в Германия, с цел да достави първите търговски перовскитно-силициеви тандемни модули на пазара през 2025 г.

Мащабируемостта остава централна тема, като индустриалните участници инвестират в процеси на нанасяне от руло до руло и слот-дизайнерски покрития, за да осигурят производството на модули на големи площи. First Solar, глобален лидер в тънкослойната фотогальваника, прояви интерес към технологията на перовскита, изследвайки хибридни тандемни концепции и производствени партньорства. Междувременно, Hanwha Solutions и JinkoSolar — две от най-големите производители на слънчева енергия в света — инициираха изследователски колаборации и пилотни линии за модули на база перовскити, целейки да интегрират тези ново поколение клетки в своите продуктови портфолиа в следващите няколко години.

Гледайки напред, перспективите за халидните перовскитни фотогальванични клетки през 2025 и след това са оптимистични. Сблъсъкът на висока ефективност, подобрена стабилност и мащабируется производството в очакване да предизвика първата вълна от търговски перовскитни продукти. Индустриалните анализатори предвиждат, че перовскитно-силициевите тандемни модули ще влязат в нишови пазари — като интегрирани в строителството фотогальванични клетки и високо стойностни покривни инсталации — преди по-широко приемане. Продължаващите инвестиции от установени производители и възхода на специализирани компании за перовскити вероятно ще ускорят пътя на технологията към внедряване в основния сектор.

Конкурентна среда: Водещи компании и индустриални алианси

Конкурентната среда за халидни перовскитни фотогальванични клетки през 2025 г. се характеризира с динамична смес от утвърдени производители на фотогальванични системи, иновационни стартъпи и интериндустриални алианси. Когато технологията приближава комерсиалната жизнеспособност, няколко компании се позиционират на преден план в този новоизникващ сектор, използвайки собствени процеси, стратегически партньорства и производствени линии на пилотен мащаб, за да спечелят ранни дялове на пазара.

Сред най-изявените играчи е Oxford PV, базирана в Обединеното кралство компания, широко призната за новаторската си работа в перовскитно-силициевите тандемни слънчеви клетки. През 2023 г. Oxford PV обяви завършването на първата си производствена линия в Германия, с цел търговски доставки на модули през 2024 и 2025 г. Технологията на компанията е демонстрирала сертифицирани ефективности над 28%, и те са установили партньорства с водещи производители на силициеви клетки, за да ускорят навлизането на пазара.

Друг ключов конкурент е Meyer Burger Technology AG, швейцарски производител на оборудване за фотогальванични системи. Meyer Burger е инвестирал в НИРД на перовскити и сътрудничи с академици и индустриални партньори, за да интегрира слоевете на перовскит в своите високоефективни хетероструктурни (HJT) слънчеви клетки. Пътят на компанията включва пилотни производства на тандемни модули, с основен акцент върху увеличаване на производствения капацитет и осигуряване на дългосрочна стабилност.

В Азия, TCL и дъщерното й дружество TCL CSOT обявиха значителни инвестиции в НИРД на перовскитните соларни клетки и пилотни линии, целейки да използват своя опит в покрития на големи площи и технологии за дисплеи. По същия начин, Hanwha Solutions (родител на Q CELLS) активно изследва технологии за перовскитно-силициеви тандемни модули, с текущи колаборации с изследователски институти и внимание към комерсиалната мащабируемост.

Индустриалните алианси също оформят конкурентната среда. Европейският алианс за енергийни изследвания (EERA) и индустриалната асоциация Solar United насърчават сътрудничеството между изследователски институции, производители и партньори в доставките за преодоляване на предизвикателствата в стабилността, мащабируемостта и стандартизацията. Тези алианси са критично важни за установяване на добри практики и ускоряване на пътя към комерциализацията.

Гледайки напред, следващите няколко години ще свидетелстват за интензивна конкуренция, тъй като компаниите се състезават да постигнат надеждни срокове на модула, да увеличат производството и да осигурят вериги за доставки на критични материали. Влизането на основни производители на силициеви клетки в областта на перовскитите, комбинирано с гъвкавостта на специализирани стартиращи компании, предполага бързо еволюиращия пазар. Стратегическите партньорства, лицензиране на технологии и вертикална интеграция вероятно ще бъдат ключови разлики, тъй като халидните перовскитни фотогальванични клетки преминават от пилотен към търговски мащаб.

Иновации в производството: Стратегии за намаляване на разходите и масово производство

Халидните перовскитни фотогальванични клетки бързо преминават от пробиви на лабораторно ниво към индустриално производство, като 2025 г. е ключова година за стратегии за намаляване на разходите и масово производство. Уникалните оптоелектронни свойства на перовскитните материали — като високи коефициенти на абсорбция и настройваеми енергийни пропуски — са позволили рекордно високи коефициенти на преобразуване на мощността (PCE) в единични и тандемни соларни клетки. Обаче предизвикателството остава да се преведат тези лабораторни успехи в комерсиално житейски, мащабируеми и икономически ефективни производствени процеси.

Няколко водещи компании водят индустриализацията на технологията за перовскитни соларни клетки. Oxford PV, компания между Великобритания и Германия, е на преден план, фокусирайки се върху перовскитно-силициевите тандемни клетки. През 2024 г. Oxford PV обяви пускането на първата си производствена линия за модули в Германия, целейки производство на търговски модули през 2025 г. Те прилагат съществуващата инфраструктура на силициевите клетки, нанасяйки слой перовскит върху конвенционални силициеви пластини, което позволява бързо увеличаване и намаляване на разходите, чрез използването на установени вериги за доставки и знания за производство.

Друг ключов играч, Microquanta Semiconductor в Китай, е демонстрирал пилотно производство на модули от перовскит, с фокус върху печат на руло и мащабируеми техники на нанасяне. Тези методи предлагат значителни намаления в капиталовите разходи в сравнение с традиционното производство на силициеви клетки, тъй като работят при по-ниски температури и могат да използват гъвкави субстрати, отваряйки вратата за леки и многофункционални соларни продукти.

Иновациите в производството през 2025 г. са съсредоточени върху три основни стратегии:

Процес от Руло до Руло: Техниката, поддържана от компании като Microquanta Semiconductor, позволява непрекъснато производство на слоеве от перовскит върху гъвкави субстрати, значително намалявайки времето и разходите за производство.
Капсулиране на модули и стабилност: Компаниите инвестират в напреднали капсулиращи материали и бариерни филми, за да се справят с чувствителността на перовскита към влага и кислород, критична стъпка за комерсиална жизнеспособност.
Интеграция със силиций: Подходът на тандемите, преследван от Oxford PV, се възползва от съществуващите линии за производство на силиций, минимизирайки капиталовата инвестиция и ускорявайки времето до пазара за високоефективни модули.

Гледайки напред, следващите няколко години се очаква да видят допълнителни намаления на разходите, тъй като производството ще нараства, а добивите от процесите ще се подобряват. Индустриалните пътища предполагат, че перовскитните PV модули биха могли да достигнат равнинни разходи на електричеството (LCOE), конкурентни с, или дори под, конвенционалните силициеви PV до края на 2020-те години. Перспективите за сектора се повишават от продължаващите инвестиции от установени производители на слънчева енергия и нови участници, както и от поддържащи политики в Европа и Азия. Тъй като тези иновации в производството узреят, халидните перовскитни фотогальванични клетки ще играят значителна роля в глобалния преход към достъпна, високоефективна слънчева енергия.

Размер на пазара и прогноза (2025–2030): CAGR, приходи и инсталирана мощност

Пазарът на халидни перовскитни фотогальванични клетки е готов за значителен растеж между 2025 и 2030 г., воден от бързо напредъка в стабилността на материала, мащабируемото производство и растящия комерсиален интерес. Към 2025 г. глобалната инсталирана мощност на перовскитните соларни модули остава в ранните етапи, с пилотни линии и демонстрационни проекти, водени от новатори в индустрията. Въпреки това се очаква секторът да премине от пилотен до начален комерсиален мащаб през този период, с годишни темпове на растеж (CAGR), прогнозирани да надминат 30%, тъй като нови производствени линии влизат в експлоатация и се осигурят регулаторни одобрения.

Ключовите играчи в индустрията, като Oxford PV (Великобритания/Германия), изявен от Университета в Оксфорд, са в преден план на комерциализацията. Oxford PV е създал производствено съоръжение в Германия и цели производството на гигаватно ниво на перовскитно-силициеви тандемни слънчеви клетки, целейки търговски доставки през 2025 г. Технологията им е демонстрирала световни рекорди за ефективност над 28% в сертифицирани тандемни клетки, което ги поставя като лидер в прехода от лабораторно до пазара.

Други забележителни новодошли включват Microquanta Semiconductor (Китай), който е разработил производствени линии на пилотен мащаб и активно увеличава капацитета си за производство, и Saule Technologies (Полша), която се фокусира върху гъвкави перовскитни модули за интегрирани в строителството фотогальванични клетки (BIPV) и IoT приложения. Очаква се тези компании да допринесат за първата вълна от комерсиални инсталации, с начален внедряване в нишови пазари като BIPV, преносими електронни устройства и специализирани приложения.

Според индустриалните планове и публични изявления от производители, глобалната производствена мощност на перовскитните PV модули може да достигне няколко стотици мегавата до 2025 г., с рязко увеличаване до много гигаватни нива до 2030 г. Например, Oxford PV обяви планове за разширяване на годишния си капацитет над 1 GW в следващите няколко години, в зависимост от търсенето на пазара и готовността на веригата на доставки. Общо приходите на пазара се очаква да нараснат от десетки милиони долари през 2025 г. до потенциално над милиард долара до 2030 г., тъй като перовскитните модули започват да конкурират с утвърдените силициеви PV по отношение на ефективност и разходи.

2025: Глобалната инсталирана мощност на перовскитни PV се очаква да бъде в ниските стотици мегавата, главно от пилотни и ранни комерсиални проекти.
2025–2030 CAGR: Оценени на 30–40%, водени от узряване на технологията и нови производствени входящи.
2030 Перспектива: Много гигаватна годишна производствена мощност, с кумулирана инсталирана мощност, която потенциално надвишава 5 GW в световен мащаб.

Следващите пет години ще бъдат критични за халидните перовскитни фотогальванични клетки, тъй като индустрията преминава от демонстрации към мащабно внедряване, с водещи компании като Oxford PV, Microquanta Semiconductor и Saule Technologies, които оформят траекторията на пазара.

Сегменти на приложение: Услуги на комунални услуги, жилищни и нововъзникващи случаи на използване

Халидните перовскитни фотогальванични клетки бързо преминават от лабораторно изследване към реално внедряване, с значителни последствия за услуги на комунални услуги, жилищни и нововъзникващи сегменти на приложение. Към 2025 г. секторът свидетелства за рязко нарастване на пилотните проекти и ранните комерсиални инсталации, водени от високите коефициенти на преобразуване на мощност на материала, настройваемите енергийни пропуски и потенциала за евтино производство.

В сегмента на услугите на комунални услуги, перовскитно-силициевите тандемни модули привличат внимание поради способността си да надхвърлят пределите на ефективността на конвенционалните силициеви фотогальванични клетки. Компании, като Oxford PV, са в предната линия, след като обявиха първата в света търговска производствена линия за перовскитно-силициеви тандемни соларни клетки в Германия. Модулите им целят ефективности над 28%, значителен напредък спрямо стандартните силициеви модули. Мащабируемостта на производството на перовскити — съвместима с нанасяне от руло до руло и печат с мастило — поставя тези технологии като надеждни кандидати за големи слънчеви ферми, особено тъй като стандартите за стабилност и издръжливост продължават да се подобряват.

За жилищния пазар, перовскитните фотогальванични клетки предлагат обещание за леки, гъвкави и естетически разнообразни слънчеви панели. Това е особено важно за интегрираните в строителството фотогальванични клетки (BIPV), където настройваемият цвят и прозрачност на перовскита могат да се използват за прозорци, фасади и покриви. Компании като Solaronix и Heliatek изследват гъвкави и полупрозрачни перовскитни модули, целящи да отговорят на нуждите на градските и архитектурни приложения. Очаква се следващите няколко години да видят пилотни жилищни инсталации, с акцент върху демонстрирането на дългосрочна надеждност и интеграция с съществуващите строителни материали.

Нововъзникващите случаи на използване също получават инерция. Уникалните свойства на халидните перовскити — като тяхната производителност при условия на слаба светлина и съвместимост с леки субстрати — ги правят подходящи за преносими електронни устройства, устройства за Интернет на нещата (IoT) и дори космически приложения. OnSolar и GCL Technology Holdings са сред компаниите, които изследват модули от перовскити за открити и специализирани пазари. Освен това потенциалът на перовскитните слънчеви клетки да бъдат интегрирани в превозни средства и носими устройства също е в процес на проучване, като няколко производители на автомобили и електроника партнират с разработчици на перовскити за прототипни демонстрации.

Гледайки напред, следващите няколко години ще бъдат критични за халидните перовскитни фотогальванични клетки, докато преминават от пилотни към комерсиални мащаби. Остават основни предизвикателства по отношение на увеличаването на производството, осигуряване на дългосрочна стабилност и отговорност към международни сертификационни стандарти. Въпреки това, с продължаващи инвестиции и сътрудничество между разработчиците на технологии и производителите, перовскитните фотогальванични клетки са готови да се разнообразят и разширят в своите сегменти на приложение в глобалния слънчев пазар.

Регулаторна среда и индустриални стандарти

Регулаторната среда и индустриалните стандарти за халидни перовскитни фотогальванични клетки бързо се развиват, тъй като технологията приближава комерсиалната жизнеспособност през 2025 г. Регулаторните органи и индустриалните консорциуми все по-често се фокусират върху създаването на структури, които адресират уникалните възможности и предизвикателства, които поставят перовскитните соларни клетки, особено по отношение на безопасността, екологичните последици и дългосрочната надеждност.

Централна загриженост на регулаторите е присъствието на олово в повечето формулировки с висока ефективност на перовскити. Директивата на Европейския съюз за ограничаване на опасните вещества (RoHS) и Регламентът за регистрация, оценка, разрешаване и ограничаване на химикали (REACH) са особено уместни, тъй като задължават строги ограничения на употребата на опасни вещества в електронно и електрическо оборудване. Компаниите, разработващи перовскитни модули за европейския пазар, трябва да демонстрират съответствие с тези директиви, често чрез внедряване на стратегии за капсулиране, за да се предотврати изтичането на олово и чрез разработване на протоколи за рециклиране на модули след края на жизнения им цикъл. Програмата за рециклиране на First Solar за модули от кадмиев телурид често е посочвана като модел за това как производителите на перовскити може да адресират подобни проблеми.

В Съединените щати, Агенцията за опазване на околната среда (EPA) и Министерството на енергетиката (DOE) следят развитието на перовскитните фотогальванични клетки, като DOE подкрепя съвместни усилия за установяване на добри практики за производство и внедряване. Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) активно участва в установяване на протоколи за тестове за стабилност на модулите от перовскит, включително ускорено стареене и тестове за екологичен стрес, които се очаква да информират бъдещи сертификационни стандарти.

Индивидуални стандарти също така се разработват от международни организации като Международната електротехническа комисия (IEC), която работи върху адаптирането на съществуващите стандарти за фотогальванични технологии (напр. IEC 61215 за кристален силиций), за да съответстват на специфичните характеристики на модулите от перовскит. Тези стандарти ще обхващат аспекти като номинална мощност, безопасност, издръжливост и производителност при различни екологични условия. Компании като Oxford PV, лидер в перовскитно-силициевата тандемна технология, участват в пилотни сертификационни програми, за да демонстрират съответствие с нововъзникващите стандарти и да улеснят навлизането на пазара.

Гледайки напред, регулаторната среда за халидни перовскитни фотогальванични клетки през 2025 и след това вероятно ще бъде оформена от продължаващо сътрудничество между производителите, изследователските институции и регулаторните агенции. С ускоряването на комерсиалното внедряване, установяването на солидни, хармонизирани стандарти ще бъде критично важно за осигуряване на безопасността на продуктите, устойчивостта на околната среда и доверието на потребителите в тази обещаваща слънчева технология.

Предизвикателства: Материална стабилност, токсичност и рискове в доставките

Халидните перовскитни фотогальванични клетки бързо напредват в ефективността и възможността за производство, но през 2025 г. остават няколко критични предизвикателства, които могат да повлияят на тяхната търговска жизнеспособност. Най-важните от тях са материалната стабилност, токсичността — особено поради съдържанието на олово — и рисковете в доставките, свързани с ключовите суровини.

Материалната стабилност е постоянна загриженост. Перовскитните соларни клетки, въпреки че постигат сертифицирани коефициенти на преобразуване на мощността над 25%, често деградират при продължително излагане на влага, кислород, топлина и ултравиолетова светлина. Тази нестабилност ограничава оперативните срокове в сравнение с установените силициеви фотогальванични клетки. В отговор водещите производители и изследователските консорции инвестират в технологии за капсулиране и съставно инженерство, за да повишат издръжливостта. Например, Oxford PV, пионер в перовскитно-силициевите тандемни клетки, разработва авангардни бариерни слоеве и архитектури на устройства, за да удължи сроковете на модула, целейки 25-годишни гаранции, за да съответстват на индустриалните стандарти.

Токсичността, особено от перовскити на основата на олово, остава регулаторна и екологична пречка. Докато оловото позволява висока ефективност и благоприятни оптоелектронни свойства, потенциалът му за изтичане по време на производство, експлоатация или изхвърляне повдига опасения. Компании като First Solar — макар че основно се фокусират върху технологията на кадмиевия телурид (CdTe) — поставят индустриалните прецеденти за затворен цикъл за рециклиране и безопасно боравене с токсични материали, които производителите на перовскити могат да последват. В същото време изследванията на безоловни алтернативи на перовскитите, като съединения на базата на калай, продължават, но тези материали в момента изостават по отношение на ефективност и стабилност.

Рисковете в доставките също са под внимание, тъй като секторът нараства. Ключовите прекурсори на перовскитите, включително високо чист оловен йодид и органични катиони, се произвеждат от ограничен брой химически доставчици, което повдига опасения за задръствания и ценова волатилност. Освен това зависимостта от специализирани материали като индиев тънкослой оксид (ITO) за прозрачни електроди въвежда допълнителни уязвимости, тъй като индий е критичен суров материал с ограничени глобални запаси. Индустриални групи като Асоциацията на индустриите за слънчева енергия следят тези рискове и advocate за диверсификация на източниците и инициативи за рециклиране.

Гледайки напред, следващите няколко години вероятно ще видят интензивни усилия за справяне с тези предизвикателства чрез съвместни изследвания, участие в регулированията и иновации в доставната верига. Способността на халидните перовскитни фотогальванични клетки да постигнат търговски мащаб зависи не само от продължаващите печалби в ефективността, но и от демонстрация на напредък в стабилността, безопасността на околната среда и сигурността на материалите.

Бъдеща перспектива: План за комерциализация и дългосрочно въздействие

Бъдещите перспективи за халидните перовскитни фотогальванични клетки през 2025 г. и следващите години са изпълнени с преход от пробиви на лабораторно ниво към началните етапи на комерсиално внедряване. Към 2025 г. перовскитните соларни клетки (PSC) са постигнали сертифицирани коефициенти на преобразуване на мощността, надвишаващи 25% в единични устройства и над 30% в тандемни конфигурации със силиций, конкурирайки или надвишавайки установените технологии за фотогальванични клетки. Фокусът сега е върху разширяването на производството, подобряване на дългосрочната оперативна стабилност и справяне с екологичните и регулаторни притеснения, особено по отношение на съдържанието на олово.

Няколко индустриални лидери водят комерциализацията на халидните перовскитни фотогальванични клетки. Oxford PV, компания между Великобритания и Германия, е на преден план, след като обяви пускането на пилотна линия за перовскитно-силициеви тандемни соларни клетки с планове за масово производство. Пътят им включва увеличаване на производството на гигаватно ниво в следващите няколко години, целейки както към покрив, така и към услуги на комунални услуги. First Solar, голям производител на тънкослойни соларни клетки, също прояви интерес към изследването на перовскити, разглеждайки хибридни и тандемни архитектури, за да допълни технологията си на кадмиев телурид (CdTe).

В Азия, Toshiba Corporation и Panasonic Corporation активно разработват перовскитни модули, фокусирайки се върху леки, гъвкави приложения за интегрировани в строителството фотогальванични клетки (BIPV) и сектори на мобилността. Тези компании използват своя опит в науката за материалите и производството на електроника на голям мащаб, за да се справят с предизвикателствата на увеличаване на производството и надеждността.

Следващите няколко години ще видят увеличено сътрудничество между индустрията и изследователските институции, за да ускорят пътя към комерциализацията. Инициативи като Европейската инициатива за перовскити (EPKI) и партньорства с национални лаборатории, се очаква да ускорят стандартизацията, сертификацията и развитието на протоколи за рециклиране. Индустрията също така инвестира в алтернативни, безоловни перовскитни състави и технологии за капсулиране, за да отговарят на развиващите се екологични регламенти и обществено приемане.

Гледайки напред, дългосрочното въздействие на халидните перовскитни фотогальванични клетки може да бъде трансформативно. Потенциалът им за евтино, високоефективно и многофункционално производство ги поставя като ключов актив за широко разпространено приемане на слънчева енергия, включително приложения, където традиционните силициеви панели са по-малко подходящи. Ако текущите технически и регулаторни препятствия бъдат преодолени, продукти на базата на перовскити може да достигнат основните пазара до края на 2020-те години, значително допринасяйки за глобалните цели за възобновяема енергия и декарбонизация на енергийния сектор.