Інженерія перовскітних фотогальванічних пристроїв у 2025 році: ера проривів для інновацій у сонячній енергетиці та розширення ринку. Досліджуйте, як нові матеріали та швидка комерціалізація перепрофілюють сонячну промисловість.

• Виконавче резюме: ключові результати та прогнози на 2025 рік
• Розмір ринку, зростання та прогнози (2025–2030): CAGR, дохід і встановлена потужність
• Технологічний ландшафт: перовскітні матеріали, архітектури пристроїв та етапи ефективності
• Конкурентний аналіз: провідні гравці, стартапи та стратегічні партнерства
• Інновації в виробництві: масштабованість, зниження витрат і контроль якості
• Сегменти застосування: комунальні масштаби, дахи, гнучкі та тандемні сонячні елементи
• Правова середа та політичні фактори
• Виклики: стабільність, довговічність і бар’єри комерціалізації
• Тенденції інвестування та фінансовий ландшафт
• Перспективи: руйнівний потенціал та сценарний аналіз до 2030 року
• Джерела та посилання

Виконавче резюме: ключові результати та прогнози на 2025 рік

Інженерія перовскітних фотогальванічних пристроїв швидко прогресує, позиціонуючи перовскітні сонячні елементи (ПСЕ) як провідну технологію фотогальваніки нового покоління. У 2024 році дослідження та виробництво на пілотному масштабі продемонстрували рекордні коефіцієнти перетворення енергії (КПЕ), що перевищують 26%, конкуруючи з традиційними кремнієвими елементами. Ключові результати підкреслюють значні покращення стабільності пристроїв, масштабованості та розробки тандемних архітектур, які поєднують перовскіти із кремнієм або іншими матеріалами для підвищення ефективності.

Основним проривом у 2024 році стало успішне масштабування перовскітних модулів до комерційних розмірів, зберігаючи високу ефективність і стабільність роботи. Компанії, такі як Oxford PV та Saule Technologies, повідомили про прогрес у виробництві з рулону в рулон (roll-to-roll) та методах струменевого друку, зменшуючи витрати на виробництво та дозволяючи створювати гнучкі, легкі сонячні панелі. Крім того, методи герметизації та композіційна інженерія продовжили термін служби пристроїв, і деякі модулі тепер прогнозуються на строк служби понад 20 років в умовах реального світу.

Перспективи на 2025 рік передбачають вихід на ринок першої хвилі комерційних перовскітно-кремнієвих тандемних модулів, причому Oxford PV націлена на масове виробництво. Гравці галузі також зосереджуються на формулюваннях перовскітів без свинцю для вирішення екологічних та регуляторних проблем, а Saule Technologies та академічні консорціуми досліджують альтернативи на основі олова. Європейський Союз та Китай нарощують фінансування досліджень перовскіта, прагнучи забезпечити ланцюги постачання та прискорити комерціалізацію.

Проте, існують виклики, зокрема забезпечення довготривалої стабільності в умовах різноманітних екологічних умов та масштабування виробництва без компромісу в якості. Однак конвергенція в галузі інженерії матеріалів, вдосконалених виробничих процесів та надійних методів герметизації очікується, що сприятиме швидкому впровадженню. До кінця 2025 року перовскітні фотогальванічні пристрої, як прогнозується, захоплять значну частку зростаючого ринку сонячної енергії, особливо у сонячних елементах, інтегрованих у будівлі (BIPV) та портативних застосуваннях.

Отже, перовскітна фотогальванічна інженерія перебуває на межі комерційної життєздатності, а 2025 рік обіцяє стати ключовим для виходу на ринок, технологічного дорослішання та встановлення нових стандартів в індустрії.

Розмір ринку, зростання та прогнози (2025–2030): CAGR, дохід і встановлена потужність

Глобальний ринок перовскітних фотогальванічних (ПГ) пристроїв готується до значного розширення між 2025 та 2030 роками, підштовхуваний швидким розвитком матеріалознавства, масштабованості виробництва та зростаючим попитом на сонячні технології з високою ефективністю. Згідно з галузевими прогнозами, сектор перовскітних ПГ очікує досягнення складного середньорічного темпу зростання (CAGR), що перевищує 30% протягом цього періоду, випереджаючи традиційну кремнієву фотогальваніку як в аспекті інновацій, так і в проникненні на ринок.

Прогнозується, що дохід від перовскітних ПГ пристроїв перевищить 2 мільярди доларів до 2030 року, оскільки масове виробництво зростає, а нові застосування—такі як сонячні елементи, інтегровані в будівлі (BIPV), гнучкі сонячні панелі та тандемні сонячні елементи—набирають популярності. Це зростання підкріплене потенціалом технології для низькошвидкісного виробництва, легкими формами та вищими коефіцієнтами перетворення енергії, які вже досягли понад 25% у лабораторних умовах, як повідомляється Національною лабораторією з відновлювальної енергії та Helmholtz-Zentrum Berlin.

Прогнозується, що встановлена потужність перовскітних сонячних модулів зросте з пілотних розгортань у 2025 році до кількох гігаватів (ГВт) до 2030 року. Очікується, що початкові комерційні установки розташуються в регіонах з сильною політичною підтримкою та налагодженою інфраструктурою у сфері сонячної енергії, таких як Європейський Союз, Китай та окремі ринки Північної Америки. Компанії, такі як Oxford PV та Saule Technologies, ведуть перехід від лабораторних прототипів до масового виробництва, плануючи розширити виробничі лінії та розширити свою присутність на світовому ринку.

Траєкторія ринку буде визначена постійними покращеннями стабільності пристроїв, довговічності для навколишнього середовища та розробкою формулювань без свинцю. Співпраця промисловості та державо-приватні партнерства, такі як ті, що координуються Міжнародним енергетичним агентством програми фотогальваніки (IEA PVPS), очікується пришвидшать комерціалізацію та стандартизацію. В результаті інженерія перовскітних ПГ пристроїв стане наріжним каменем індустрії сонячної енергії нового покоління з позитивними перспективами зростання до 2030 року і далі.

Технологічний ландшафт: перовскітні матеріали, архітектури пристроїв та етапи ефективності

Технологічний ландшафт інженерії перовскітних фотогальванічних (ПГ) пристроїв у 2025 році позначений швидкими досягненнями у матеріалознавстві, архітектурі пристроїв та рекордними показниками ефективності. Перескітні матеріали, що визначаються їх кристалічною структурою ABX₃, стали провідним класом напівпровідників для сонячних елементів нового покоління завдяки їх регульованим ширинам заборони, високим коефіцієнтам поглинання та можливості обробки в розчині. Найбільш вивченими перовскітами є гібридні органічно-неорганічні сполуки свинцевих галогенідів, такі як йодид метиламмонію (MAPbI₃), які продемонстрували дивовижні оптоелектронні властивості.

Архітектури пристроїв значно еволюціонували, з двома основними конфігураціями, що домінують у дослідженнях та комерційному інтересі: мезопориста структура та планарна гетеропереходна архітектура. Мезопорозна архітектура, спочатку адаптована з сонячних елементів, чутливих до барвників, включає каркас (зазвичай TiO₂), щоб покращити розділення та перенесення заряду. У протилежність цьому, планарні архітектури, які можуть бути або n-i-p, або p-i-n, забезпечують простіший процес виготовлення та є більш сумісними з великомасштабним виробництвом. Інновації в інженерії інтерфейсу, такі як введення самоорганізованих молекулярних шарів та шарів пасивації, ще більше знизили втрати непервідної рекомбінації та поліпшили стабільність пристроїв.

Етапи ефективності стали характерною рисою прогресу в ПГ. У 2023 році сертифіковані одноперехідні перовскітні сонячні елементи перевищили 26% коефіцієнта перетворення енергії, конкуруючи з традиційними кремнієвими елементами. Тандемні пристрої, які накладають шари перовскітів на кремній або інші перовскіти, досягли ще вищої ефективності — понад 33% у лабораторних умовах — захоплюючи ширший спектр сонячного світла. Ці рекорди відстежуються та перевіряються організаціями, такими як Національна лабораторія з відновлювальної енергії та Інститут Фраунгофера для сонячних енергетичних систем ISE.

Інновації в матеріалах залишаються центральним акцентом, зусилля у заміні токсичного свинцю на олово або інші метали, а також для покращення внутрішньої стабільності проти вологості, тепла та UV-експозиції. Компанії, такі як Oxford PV та Solaronix, перебувають на передньому краї масштабування перовскітно-кремнієвих тандемних модулів для комерційного впровадження. Як поле рухається до 2025 року, конвергенція вдосконалених матеріалів, оптимізованих архітектур пристроїв та масштабованих виробничих процесів очікується, що прискорить комерціалізацію технологій ПГ, потенційно змінивши глобальний ринок сонячної енергії.

Конкурентний аналіз: провідні гравці, стартапи та стратегічні партнерства

Конкурентне середовище інженерії перовскітних фотогальванічних пристроїв у 2025 році позначене динамічною взаємодією між встановленими лідерами галузі, інноваційними стартапами та зростаючою мережею стратегічних партнерств. Основні гравці, такі як Oxford Photovoltaics Ltd та Saule Technologies, продовжують просувати вдосконалення ефективності та масштабованості перовскітних сонячних елементів. Oxford Photovoltaics Ltd зробила значні кроки у комерціалізації перовскітно-кремнієвих тандемних елементів, досягнувши рекордних ефективностей та переходячи до масового виробництва. Тим часом Saule Technologies зосереджується на гнучких, легких перовскітних модулях, націлюючись на застосування в сонячних елементах, інтегрованих у будівлі (BIPV) та Інтернет речей (IoT).

Стартапи відіграють ключову роль у розширенні меж інженерії перовскітних пристроїв. Компанії, такі як Solaronix SA та GCL System Integration Technology Co., Ltd. досліджують нові матеріали, масштабовані виробничі методи та нові архітектури пристроїв. Ці фірми часто співпрацюють з академічними установами та дослідницькими організаціями для прискорення інновацій та вирішення проблем, таких як довготривала стабільність і токсичність свинцю.

Стратегічні партнерства дедалі більше формують траєкторію сектора. Наприклад, Oxford Photovoltaics Ltd уклала партнерство з Meyer Burger Technology AG для інтеграції перовскітних технологій у наявні виробничі лінії кремнієвих сонячних елементів, прагнучи використовувати вже існуючу інфраструктуру для швидкого виходу на ринок. Аналогічно, Saule Technologies співпрацює з будівельними та електронними компаніями для розробки налаштованих рішень на основі перовскітів для розумних будівель та споживчих пристроїв.

Промислові консорціуми та державо-приватні ініціативи, такі як ті, що проводяться Національною лабораторією з відновлювальної енергії (NREL) та Helmholtz-Zentrum Berlin, сприяють передконкурентним дослідженням і зусиллям зі стандартизації. Ці співпраці є критично важливими для вирішення технічних бар’єрів, встановлення стандартів надійності та полегшення переходу від лабораторних прототипів до комерційних продуктів.

У підсумку, конкурентне середовище в інженерії перовскітних фотогальванічних пристроїв характеризується поєднанням установлених компаній, гнучких стартапів і стратегічних альянсів, які працюють над подоланням технічних бар’єрів і відкриттям комерційного потенціалу цієї трансформаційної сонячної технології.

Інновації в виробництві: масштабованість, зниження витрат і контроль якості

Останні роки свідчили про значні досягнення у виробництві перовскітних фотогальванічних (ПГ) пристроїв, зосереджені на масштабованості, зниженні витрат та контролі якості. Перехід від виготовлення на лабораторному масштабі до промислового виробництва є критично важливим кроком для комерціалізації перовскітних сонячних елементів. Один з найобіцяючіших підходів до масштабованого виробництва – це обробка з рулону в рулон (roll-to-roll), яка дозволяє безперервне нанесення перовскітних шарів на гнучкі основи. Компанії, такі як Oxford PV та Saule Technologies, є піонерами R2R та інших масштабованих методів покриття, включаючи покриття слот-дизайну та ножем для отримання великих площ модулів ефективно.

Зниження витрат є ще одним ключовим фактором у інженерії перовскітних ПГ. Використання доступних та недорогих сировин, поєднане з технологією обробки при низькій температурі, дозволяє виробляти перовскітні пристрої за частину витрат традиційних кремнієвих сонячних елементів. Інновації у формуляції чернил та обробці розчинів ще більше зменшили витрати на матеріали та поліпшили однорідність нанесення, що сприяє зниженню витрат на виробництво. Крім того, інтеграція перовскітних шарів із наявними кремнієвими лініями ПГ (тандемні архітектури) використовує вже існуючу виробничу інфраструктуру, як продемонстровано компаніями Meyer Burger Technology AG та Hanwha Solutions.

Контроль якості залишається центральною проблемою, коли перовскітні ПГ прагнуть до масового виробництва. Забезпечення однорідності, мінімізації дефектів та довгострокової стабільності вимагає прогресивних інструментів моніторингу та характеристик в процесі. Техніки, такі як реальний час фотолюмінесцентної візуалізації та виявлення дефектів на основі машинного навчання, реалізуються для виявлення та усунення проблем під час виробництва. Організації, такі як Національна лабораторія з відновлювальної енергії (NREL), активно розробляють протоколи для прискорених тестів на старіння та оцінок надійності, щоб забезпечити відповідність перовскітних модулів міжнародним стандартам.

Висновком є те, що конвергенція масштабованих виробничих технологій, економічних матеріалів та процесів і надійних систем контролю якості прискорює шлях до комерційного впровадження перовскітних ПГ. Продовження співпраці між лідерами галузі та дослідницькими установами, ймовірно, ще більше покращить виробничі можливості та надійність технологій перовскіту у 2025 році та в наступні роки.

Сегменти застосування: комунальні масштаби, дахи, гнучкі та тандемні сонячні елементи

Інженерія перовскітних фотогальванічних пристроїв швидко розвинулася, дозволяючи розробляти спеціалізовані рішення для різних сегментів застосування. Чотири основні сегменти—комунальні масштаби, дахи, гнучкі та тандемні сонячні елементи—кожен використовує унікальні властивості перовскітних матеріалів для вирішення специфічних потреб ринку та технічних викликів.

Комунальні перовскітні сонячні елементи розробляються для конкуренції з традиційними кремнієвими модулями на великих сонячних фермах. Їхні високі коефіцієнти перетворення енергії та потенціал для низьковартісного, масштабованого виробництва роблять їх привабливими для розгортання на рівні мережі. Однак зусилля в інженерії зосереджені на покращенні довготривалої стабільності та масштабуванні процесів виготовлення, щоб задовольнити строгі вимоги комунальних установок. Компанії, такі як Oxford PV, є піонерами розробки перовскітно-кремнієвих тандемних модулів для цього сегмента, намагаючись перевершити межі ефективності традиційної фотогальваніки.

Дахові програми виграють від легкості та регульованих естетичних властивостей перовскітів. Можливість наносити перовскітні шари на різні підкладки дозволяє інтегруватися в сонячні елементи, інтегровані в будівлі (BIPV), включаючи напівпрозорі панелі для вікон та фасадів. Інженерні виклики тут включають забезпечення довговічності проти екологічних стресів та оптимізацію дизайну модулів для часткового затемнення та змінних кутів встановлення. Solaronix та інші новаторські компанії досліджують ці можливості, щоб примінити технології перовскітів на дахах житлових та комерційних будівель.

Гнучкі перовскітні сонячні елементи використовують сумісність матеріалу з пластиковими та металевими фольгами, що дозволяє отримувати легкі, згинаючі модулі. Цей сегмент націлений на портативну електроніку, носимі пристрої та автономні застосування, де традиційні жорсткі панелі є непрактичними. Інженерія пристроїв зосереджується на розробці надійних методів герметизації та гнучких електродів для підтримки продуктивності під механічним стресом. Heliatek GmbH є однією з компаній, що просувають гнучкі органічні та перовскітні фотогальваніки для цих нових ринків.

Тандемні сонячні елементи поєднують шари перовскітів з усталеними фотогальванічними матеріалами, такими як кремній або CIGS, щоб досягти вищої ефективності, захоплюючи ширший спектр сонячного світла. Інженерії тандемних архітектур вимагають точного контролю за інтерфейсами шарів та вирівнюванням ширини заборони. Спільні зусилля Національної лабораторії з відновлювальної енергії (NREL) та промислових партнерів просувають тандемні перовскітно-кремнієві елементи до комерційної життєздатності, вже продемонструвавши рекордні ефективності в лабораторних умовах.

Кожен сегмент застосування представляє собою різні інженерні виклики та можливості, сприяючи інноваціям у матеріалах, архітектурі пристроїв та виробничих процесах у секторі перовскітних фотогальваніків.

Правова середа та політичні фактори

Правова система та політичний ландшафт для інженерії фотогальванічних (ПГ) пристроїв на основі перовскіту у 2025 році формуються глобальним рухом у напрямку декарбонізації, енергетичної безпеки та технологічних інновацій. Уряди та міжнародні організації все більше визнають потенціал перовскітних сонячних елементів для прискорення переходу до відновлювальної енергії завдяки їх високій ефективності, низьким виробничим витратам та сумісності з гнучкими підкладками. В результаті політичні рамки еволюціонують, щоб підтримати дослідження, комерціалізацію та впровадження технологій ПГ.

У Європейському Союзі Європейська Комісія інтегрувала ПГ у свої загальні стратегії інновацій у чистій енергетиці, такі як Зелена угода Європи та дослідницька програма Горизонт Європа. Ці ініціативи забезпечують фінансування пілотних проектів, підтримку для масштабування та регуляторні вказівки щодо безпеки та екологічних стандартів. ЄС також працює над гармонізацією сертифікаційних та випробувальних протоколів для нових технологій фотогальваніки, включаючи перовскіти, аби полегшити вихід на ринок та транскордонну торгівлю.

У Сполучених Штатах Міністерство енергетики США (DOE) пріоритетно підтримує дослідження перовскітів через свій Офіс технологій сонячної енергії, запроваджуючи ініціативи, такі як премія для стартапів у сфері перовскітів та фінансування колективних дослідницьких центрів. DOE також розробляє вказівки для прискореного тестування тривалості життя та оцінки впливу на навколишнє середовище, які є критично важливими для банківської перспективи та страхової придатності продуктів на основі перовскітів.

Китай, великий гравець у глобальній індустрії сонячної енергії, активно підтримує розвиток перовскітних ПГ через національні програми, які веде Міністерство науки та технологій Народної Республіки Китай. Ці програми зосереджені на масштабуванні виробництва, покращенні стабільності пристроїв та встановленні стандартів контролю якості. Китайські регуляторні органи також працюють над приведенням внутрішніх стандартів у відповідність з міжнародними найкращими практиками, аби сприяти можливостям експорту.

На глобальному рівні організації, такі як Міжнародне енергетичне агенство (IEA) та Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) сприяють розробці технічних стандартів та дорожніх карт для перовскітів. Ці зусилля мають на меті подолати труднощі, пов’язані з довготривалою стабільністю, токсичністю (особливо вмістом свинцю) та управлінням кінцевим терміном експлуатації, забезпечуючи, щоб технології перовскітів могли бути безпечно та сталим чином інтегровані в енергетичний мікс.

У цілому, правова та політична середа у 2025 році все більше підтримує інженерію ПГ пристроїв на основі перовскітів, зосереджуючись на сприянні інноваціям, забезпеченні безпеки та пришвидшенні комерціалізації, водночас вирішуючи екологічні та суспільні проблеми.

Виклики: стабільність, довговічність і бар’єри комерціалізації

Перовскітні фотогальванічні пристрої швидко розвинулися щодо ефективності, але їхнє широке впровадження стикається з істотними викликами, пов’язаними зі стабільністю, довговічністю та комерціалізацією. Однією з основних проблем є вроджена нестабільність перовскітних матеріалів під впливом екологічних факторів, таких як вологість, кисень, тепло та ультрафіолетове світло. Ці стресори можуть призвести до швидкої деградації перовскітного шару, що призводить до різкого зниження продуктивності пристрою з часом. Зусилля по покращенню стабільності включали розробку технік герметизації та інженерії більш надійних складів перовскітів, проте досягнення термінів експлуатації, порівнянних з усталеними кремнієвими фотогальваніками, залишається трудним.

Ще однією критичною проблемою є хімічна та механічна сумісність перовскітних шарів з іншими компонентами пристрою. Інтерфейсні реакції між перовскітами та шарами транспорту заряду можуть викликати іонну міграцію, фазову сегрегацію або утворення центрів непервідної рекомбінації, що підриває ефективність та довговічність пристроїв. Дослідники досліджують нові матеріали для шарів транспорту заряду та стратегії інженерії інтерфейсів для пом’якшення цих ефектів, але масштабовані, економічно вигідні рішення все ще перебувають у стадії розробки.

З комерційної точки зору використання свинцю в більшості високоефективних формулювань перовскітів викликає екологічні та регуляторні побоювання. Хоча вивчаються альтернативні безсвинцеві перовскіти, вони, як правило, відстають за показниками продуктивності та стабільності. Крім того, проблема відтворюваності та масштабованості виробництва перовскітних пристроїв є значними викликами для виробництва. Досягнення однорідних, бездефектних плівок на великих площах є складним, а варіації в процесі можуть призвести до непостійної якості пристроїв. Лідери галузі, такі як Oxford PV та Solaronix SA, активно працюють над пілотним виробництвом та масштабуванням, але перехід до масового виробництва вимагає подальших інновацій у обробці матеріалів і контролі якості.

Нарешті нестача стандартизованих тестових протоколів для перовскітних сонячних елементів ускладнює оцінку тривалої продуктивності та надійності. Організації, такі як Національна лабораторія з відновлювальної енергії, співпрацюють з промисловістю та академією для розробки стандартів консенсусу, але широке впровадження все ще в процесі. Подолання цих бар’єрів є необхідним для того, щоб перовскітні фотогальваніки реалізували свій потенціал як трансформаційна сонячна технологія.

Тенденції інвестування та фінансовий ландшафт

Фінансовий ландшафт для інженерії перовскітних фотогальванічних (ПГ) пристроїв у 2025 році характеризується стрімким зростанням як публічного, так і приватного фінансування, що відображає швидкий прогрес технології до комерціалізації. Інвестиції венчурного капіталу та корпоративні інвестиції значно зросли, підживлювані обіцянкою перовскітних сонячних елементів забезпечити вищу ефективність і нижчі витрати на виробництво в порівнянні з традиційною кремнієвою фотогальванікою. Провідні енергетичні компанії та технологічні конгломерати, такі як Compagnie de Saint-Gobain та Toshiba Corporation, розширили свої портфелі, включаючи стартапи у сфері ПГ та спільні підприємства, прагнучи отримати ранній доступ до технологій сонячної енергії наступного покоління.

Державна підтримка залишається основним фактором у фінансовій екосистемі. Європейський Союз, через ініціативи, такі як HORIZON Europe, та Офіс технологій сонячної енергії Міністерства енергетики США спрямували значні гранти для прискорення досліджень, масштабування та пілотного виробництва перовскітних модулів. Ці програми зазвичай підкреслюють колективні проекти між університетами, науково-дослідними інститутами та промисловістю, сприяючи інноваціям та зменшуючи ризики ранньої стадії розвитку.

Значною тенденцією у 2025 році є поява спеціалізованих інвестиційних фондів і акселераторів для перовскітних ПГ, таких як ті, що підтримуються EIT RawMaterials та EIT InnoEnergy. Ці організації надають початковий капітал, технічне менторство та доступ на ринок, допомагаючи стартапам подолати розрив між науковими відкриттями та комерційним виробництвом. Крім того, встановлені виробники сонячних панелей, такі як Hanwha Group та JinkoSolar Holding Co., Ltd., інвестують у тандемні технології перовскіт-кремній, що свідчить про впевненість у гібридних архітектурах пристроїв.

Незважаючи на позитивний фінансовий клімат, інвестори залишаються уважними до таких викликів, як довготривала стабільність, масштабованість та регуляторне затвердження. Процеси дбайливості все більше фокусуються на портфелях інтелектуальної власності, продуктивності пілотних ліній та оцінках життєвого циклу. Як інженерія перовскітних ПГ зріє, очікується, що фінансовий ландшафт ще більше диверсифікується, з більшими участю інституційних інвесторів та стратегічних корпоративних партнерів, що прагнуть скористатися руйнівним потенціалом технології.

Перспективи: руйнівний потенціал та сценарний аналіз до 2030 року

Перспективи для інженерії перовскітних фотогальванічних (ПГ) пристроїв характеризуються як значним руйнівним потенціалом, так і низкою правдоподібних сценаріїв до 2030 року. Перовскітні сонячні елементи швидко прогресують у ефективності, масштабованості та стабільності, позиціонуючи їх як трансформаційну технологію в глобальному енергетичному просторі. Їхні унікальні властивості—такі як регульовані ширини заборони, можливості обробки в розчині та сумісність з гнучкими підкладками—дозволяють застосування понад традиційні кремнієві фотогальваніки, включаючи сонячні елементи, інтегровані в будівлі (BIPV), легкі портативні джерела живлення та тандемні сонячні модулі.

До 2030 року можуть розгортатися кілька сценаріїв. У найбільш оптимістичному випадку перовскітні ПГ досягають комерційного виробництва з термінами служби та надійністю, що відповідають або перевищують усталені кремнієві модулі. Це буде стимульовано проривами в герметизації, пасивації дефектів та екологічно нешкідливому управлінні свинцем, а також розвитком надійних виробничих ланцюгів. Такі досягнення можуть дозволити перовскітно-кремнієвим тандемним модулям досягти ефективності понад 30%, що значно знизить рівень витрат на електрику (LCOE) та прискорить глобальне впровадження сонячної енергії. Провідні науково-дослідні установи та промислові консорціуми, такі як Національна лабораторія з відновлювальної енергії та imec, активно переслідують ці цілі.

Більш помірний сценарій передбачає, що перовскітні ПГ займатимуть ніші ринків—наприклад, напівпрозорі модулі для вікон або легкі панелі для транспорту—після того, як триваючі проблеми з надійністю та токсичністю обмежать їх широке впровадження. У цьому випадку технології перовскітів доповнюють, а не замінюють кремній, при цьому гібридні модулі та спеціалізовані застосування є двигунами поступового зростання ринку. Гравці галузі, такі як Oxford PV та Saule Technologies, уже тестують такі продукти.

У протилежному випадку, песимістичний сценарій може передбачати, що регуляторні бар’єри, стійкі проблеми або затримки в ланцюгах постачання обмежать комерціалізацію. Екологічні проблеми, особливо щодо вмісту свинцю, можуть спонукати до більш жорстких норм або громадського опору, уповільнюючи впровадження, якщо не будуть реалізовані ефективні стратегії переробки та пом’якшення. Організації, такі як Міжнародне енергетичне агентство, відстежують ці події та пропонують рекомендації щодо найкращих практик.

Загалом, руйнівний потенціал інженерії ПГ пристроїв на основі перовскітів залишається високим, і наступні п’ять років є критичними для вирішення технічних та регуляторних проблем. Траєкторія до 2030 року буде залежати від скоординованих зусиль у дослідженнях, промисловості та політиці, щоб розблокувати повну обіцянку цієї технології сонячної енергії нового покоління.

Джерела та посилання

• Oxford PV
• Saule Technologies
• Національна лабораторія з відновлювальної енергії
• Helmholtz-Zentrum Berlin
• Інститут Фраунгофера для сонячних енергетичних систем ISE
• Solaronix
• Meyer Burger Technology AG
• Heliatek GmbH
• Європейська Комісія
• Міністерство науки та технологій Народної Республіки Китай
• Міжнародне енергетичне агентство
• Toshiba Corporation
• HORIZON Europe
• EIT RawMaterials
• EIT InnoEnergy
• JinkoSolar Holding Co., Ltd.
• imec