A Rethink Energy, egy brit tanácsadó cég által írt tanulmány szerint 2026-ra gigawattos nagyságrendű gyártókapacitás épülhet ki a perovszkit napelemek számára, a következő évtizedben pedig fokozatosan dominánssá fog válni a technológia, mivel valamennyi piaci szegmensben egyértelmű előnyökkel rendelkezik a jelenleg elterjedt napelemekhez képest. A perovszkit a tömeggyártás küszöbén áll Andries Wantenaar, a Rethink Energy napenergia-elemzője szerint az a maroknyi számú vállalat lehet a first mover, azaz az elsőként piacra lépő szereplő, amely jelenleg élen jár a fejlesztésekben, és közülük legalább öt – a Microquanta (Kína), az UtmoLight (Kína), a GCL System Integration (Kína), a Caelux (USA) és az Oxford PV (Németország) – már 100 MW-os kísérleti gyártósorokat helyezett üzembe. A kör azonban gyorsan tovább fog bővülni, és 2026-ra minden mainstream napelemgyártó el fogja magát kötelezni a perovszkit termékek mellett – véli a szerző. A Three Gorges, a Három-szurdok-gátat is üzemeltető kínai energiavállalat novemberben kapcsolta hálózatra az 1 MW-os névleges teljesítménnyel bíró perovszkitos naperőművét Belső-Mongólia tartományban – ez ebben a méretkategóriában világelsőséget jelent. A modulok gyártója a Microquanta, amely a honlapja szerint 25 év teljesítménygaranciát vállal a termékére, noha a perovszkit cellák jelenlegi legnagyobb hátránya a gyors degradáció. Hogy itt csak a vállalat nagyotmondásáról van szó, vagy ténylegesen sikerült megoldaniuk a problémát, az majd csak évek múlva fog kiderülni. Az Alpha névre keresztelt termékcsaládon belül 115 W, 120 W, 125 W és 130 W-os paneleket kínálnak. A szilíciumalapú napelemeknél az ezredforduló környékén láthattunk hasonló méreteket, egyáltalán nem szokatlan, hogy egy technológia korai szakaszában csak kisebb méretű modulokat tudnak megbízható minőségben gyártani. A Rethink információi szerint több vállalat már most is képes használható perovszkit napelemek előállítására. Ezek a cégek jelenleg a második generációs cellák fejlesztésén dolgoznak, amelyek néhány éven belül tömeggyártásra alkalmasak lesznek. A második generációs perovszkitok felülmúlják majd a jelenleg elterjedt anyagokat, és a szilíciumból készült napelemek versenytársai lesznek a háztetőkön, de előbb az épületekbe integrált napelemek (BIPV) piacára lesznek hatással, ahonnan kiszorítják a többi vékonyfilmes technológiát, véli Wantenaar. A jelenlegi cellák már elég jók ahhoz, hogy a startupok felvegyék a versenyt a 100 milliárd dolláros iparág fő szereplőivel, amelyeknek hamarosan meg kell kezdeniük az új technológia fokozatos alkalmazását. A Rethink Energy várakozásai szerint a perovszkitok a 2030-as évek során átveszik majd a vezető szerepet napelemgyártásban, függetlenül attól, hogy az iparág 1 TW-os vagy 2 TW-os nagyságrendet ér el addigra. Ezeket a várakozásokat támasztja alá, hogy az elmúlt évben több gyártósort is üzembe helyeztek szerte a világban, és továbbiak építése van folyamatban. Egy másik pozitív fejlemény a gyártási kapacitás bővítése a gyártósorokhoz szükséges speciális berendezéseket készítő vállalatoknál. Ennél is fontosabb fejlemény azonban, hogy az első jelentősebb összegű beruházásokat az iparág legnagyobb szereplői hajtják végre. A dél-koreai Qcells 100 millió dollárból épít kísérleti gyártósort a perovszkit napelemeknek, amiről korábban mi is beszámoltunk. Az Egyesült Államokban a First Solar 32 millió dollárért felvásárolta a svéd Evolar AB perovszkit startup céget, amely további 42 millió dollárt kaphat attól függően, hogy a vállalkozás teljesíti-e a K+F célokat. A világ egyik legnagyobb napelemgyártója, a Longi eközben folyamatosan egyre magasabb hatékonyságot ér el a tandem, azaz a két vagy több különböző típusú félvezetőt kombináló cellák esetében: legutóbb novemberben számoltak be új rekordról, ekkor már 33,9%-nál járt a szilícium-perovszkit celláik hatékonysága. Az egyes napelemcellák laboratóriumban elért maximális hatékonysága 2022-es állás szerint. A telt kék színű négyzet jelöli a ma elterjedt szilíciumos napelek hatékonyságát. A piros körvonalú sárga kör a tiszta perovszkit, a piros körvonalú lila háromszög pedig a szilícium-perovszkit tandem cellák hatékonyságát mutatja. A kép klikkelés után nagyobb lesz. Minden hónapban több új vállalat is megjelenik a területen, legyen szó akár az A-szériás finanszírozási kört lezáró startupokról, akár a félvezetőgyártáson keresztül a napenergia-iparba belépő vállalatokról, vagy a napelemipari óriásokról, amelyek nem szeretnék elveszíteni a piacon kivívott pozíciójukat. A Rethink Energy jelentésének megírása óta ezekhez a vállalatokhoz csatlakozott a Sekisui Chemical, egy japán műanyagipari vállalat, amely 2025-től tervezi a perovszkitok értékesítését. A Sekisui vállalatcsoport egy másik tagja a szilárd fázisú hidrogéntárolás fejlesztésén dolgozik, amiről korábban mi is beszámoltunk. Ha mindkét területen sikerrel járnának, az érdekes új szinergiákat eredményezne: nagy hatékonyságú, olcsó napelemek és szezonális energiatárolás háztartási méretben. Ez úgy hangzik, mint a szigetüzemesek álma. Szurkoljunk a japánoknak. Vékonyrétegű perovszkit napelemek Az induló vállalkozások többsége, különösen a kínaiak, a vékonyrétegű, vagy más néven vékonyfilmes termékekre összpontosítanak, ennek köszönhetően a ma még alig-alig alkalmazott épületbe integrált megoldások véget vethetnek a tetőre szerelt üvegtáblás napelemek egyeduralmának a háztartási méretű rendszerek piacán. Ezek a vékonyfilmes napelemek kezdetben „szimpla” perovszkit cellákat fognak használni, de idővel egyre többen térnek át a tandem megoldásokra, ahol más vékonyfilmes technológiával kombinálják a perovszkitot a nagyobb hatékonyság elérése érdekében. Minden cellatípus a fény más és más spektrumát tudja hatékonyan hasznosítani. A perovszkit abszorpciós spektrumának rugalmas hangolhatósága a technológia egyik fő előnye más vékonyfilmes technológiákkal szemben, mert ennek révén minden más fotovoltaikus félvezetővel jól kombinálható, beleértve más perovszkitokat is. Míg a single-junction, azaz csupán egyetlen típusú félvezetőből álló szilícium napelemcellák elméleti hatásfoka kb 32%, addig a perovszkit-perovszkit tandem akár 44%-ot is elérhet – egy kínai startup már dolgozik ezen a megoldáson. A technológiában rejlő lehetőségek nagy része a következő évtizedben fog kibontakozni, folytatva a rekordokat döntögető eredmények sorát, amelyet a perovszkitok azóta folytatnak, hogy 2009-ben először használták fel őket napelemcellákban – akkor még csupán 3,8%-os hatásfokkal. A gyors fejlődésnek köszönhetően mostanra már egyenrangúvá váltak a meglévő technológiák többségével, és hamarosan felül is fogják múlni azokat. A kínaiak mellett a lengyel Saule is vékonyfilmes napelemekben utazik, amiről az alábbi cikkünkben írtunk részletesebben. Sikerült az áttörés? Lengyelországban már gyártják a forradalmi technológiájú napelemet Szilícium-perovszkit tandem napelemek Míg a legtöbb startup a vékonyrétegű modulokkal foglalkozik, addig a nagy napelemgyártók szilícium-perovszkit tandemekkel fognak a piacra lépni. A Rethink Energy várakozásai szerint ezek a hibrid modulok a 2030-as évek közepére először a háztartási méretű rendszerek piacát, majd 2040-re már a teljes globális napenergia-ipart uralni fogják. A csak perovszkitot alkalmazó napelemek eközben az integrált napelemek piacát tarolhatják le, és olyan helyeken, illetve eszközökön jelenhetnek meg, mint az épületek (beleértve az üvegfelületeket is), az elektromos járművek, a műholdak, vagy a beltéri eszközök – minden felhasználási módhoz lesz egy külön alfajtája ezeknek a celláknak. A perovszkitok olyan mértékben költséghatékonyak lehetnek, ami lehetővé teheti, hogy sokkal gyorsabban elterjednek majd, mint ahogyan azt előrejelezték, véli Wantenaar. Ezen túlmenően az is benne van a pakliban, hogy a perovszkitok kiváló teljesítménye és ára lehetővé teszi a napenergia iránti igény olyan mértékű további növekedését, ami a szilíciumalapú napelemekből nem következne. Világszinten Kína fogja uralni a perovszkitgyártást, de ez csak azért lesz így, mert ez a legnagyobb piac, a legnagyobb napenergia-iparral. A perovszkitok ennek ellenére nem szenvednek majd olyan mértékű kínai dominanciától, mint a szilíciumos napelemek, mivel az előállításuk sokkal kevésbé anyag- és energiaintenzív, éppen ezért fontos szerepet fognak játszani azokban az európai és az amerikai erőfeszítésekben, amelyek célja, hogy visszaszerezzék részesedésüket a globális napelemgyártás terén. Mi az a perovszkit? A napelemek esetében alkalmazott perovszkit egy úgynevezett ABX3 szerkezetű szintetikus kristály, melynek a struktúrája közel azonos a természetben is előforduló kalcium-titanátéval (CaTiO3). Laboratóriumban könnyen előállítható, gyártása sokkal kevesebb energiát igényel, mint a szilíciumé. Egy másik feltörekvőben lévő vékonyfilmes technológia az organikus napelem, amelyről az alábbi cikkükben írtunk. Organikus napelemeket fog gyártani a Dracula Technologies Franciaországban Címlapkép: Microquanta dr. Papp László (Sol Invictus)Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás. Google hírek iratkozz fel! Heti hírlevél iratkozz fel! Kővédő fólia védd az autód!
