Markt für Perowskit-Photovoltaik

Marktübersicht

Es wird erwartet, dass der globale Markt für Perowskit-Photovoltaik im Prognosezeitraum eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von etwa 6,4 % erreichen wird.

Perowskit-Photovoltaik ist eine sich entwickelnde Technologie mit enormem Potenzial in der Solarenergiebranche. Perowskit ist eine Klasse von Mineralien mit einer speziellen Kristallstruktur, die zur Herstellung von Solarzellen verwendet werden kann. Perowskit-Photovoltaik hat aufgrund ihrer hohen Effizienz, kostengünstigen Herstellungsverfahren und Flexibilität auf flexiblen Substraten an Popularität gewonnen.

Perowskit-Solarzellen können hohe Umwandlungswirkungsgrade erreichen, die denen klassischer siliziumbasierter Solarzellen entsprechen, und bieten niedrige Produktionskosten sowie das Potenzial für flexible und leichte Anwendungen. Außerdem können Perowskit-Solarzellen mithilfe lösungsbasierter Techniken hergestellt werden, was Skalierbarkeit und Integration mit Baumaterialien und anderen Konsumgütern ermöglicht.

Der Markt für Perowskit-Photovoltaik wächst, und bevor er flächendeckend kommerzialisiert werden kann, müssen noch einige Hürden überwunden werden. Zu diesen Hindernissen zählen Bedenken hinsichtlich der Toxizität und der langfristigen Zuverlässigkeit der Zellen sowie Stabilitätsprobleme im Zusammenhang mit dem Abbau von Perowskit-Materialien in der Umwelt.

Marktdynamik

Markttreiber

• Hohes Effizienzpotenzial

Im letzten Jahrzehnt haben Perowskit-Solarzellen erstaunliche Fortschritte bei der Stromumwandlungseffizienz (PCE) erzielt. Sie können Wirkungsgrade erreichen, die mit denen herkömmlicher Solarzellen auf Siliziumbasis vergleichbar oder sogar höher sind, die derzeit das Wachstum des Perowskit-Photovoltaikmarktes dominieren.

Perowskit-Photovoltaik ist aufgrund ihrer höheren Effizienz eine attraktive Option für die Stromerzeugung aus Sonnenlicht, da sie die Energiemenge verbessert, die aus einer bestimmten Fläche von Solarmodulen gewonnen werden kann. Dieser Treiber ist besonders wichtig, da er es Perowskit-Solarzellen ermöglicht, mit anderen Solartechnologien zu konkurrieren und gleichzeitig die Gesamtenergieausbeute zu erhöhen.

• Kostengünstige Herstellung

Das Potenzial für eine kostengünstige Herstellung ist ein weiterer wichtiger Treiber für den Perowskit-Photovoltaikmarkt. Lösungsbasierte Prozesse wie Spin-Coating oder Tintenstrahldruck können Perowskit-Materialien verarbeiten, die relativ erschwinglich und für die Produktion im großen Maßstab geeignet sind.

Perowskit-Solarzellen sind daher kostengünstiger als Silizium-Solarzellen, die komplizierte und teure Herstellungsverfahren wie Hochtemperatur-Vakuumabscheidung erfordern. Das kostengünstige Herstellungspotenzial von Perowskit-Photovoltaik macht sie attraktiv für die Massenanwendung und die Senkung der Gesamtkosten für Solarenergie.

Marktbeschränkungen

• Stabilität und Haltbarkeit

Perowskit-Solarzellen haben unter Laborbedingungen eine außerordentliche Effizienz gezeigt und übertreffen häufig herkömmliche Solarzellen auf Siliziumbasis. Ihre Stabilität und Haltbarkeit in realen Situationen stellen jedoch ein erhebliches Hindernis dar. Perowskit-Materialien sind empfindlich gegenüber Feuchtigkeit, Hitze und UV-Strahlung, was im Laufe der Zeit zu einer Verschlechterung führen kann und die Gesamtlebensdauer und Effizienz der Zellen verringert.

Der Markt für Perowskit-Photovoltaik erforscht und entwickelt aktiv Lösungen zur Verbesserung der Stabilität und Lebensdauer von Perowskit-Solarzellen, wie z. B. verbesserte Werkstofftechnik und Verkapselungstechniken. Die Überwindung dieser Einschränkung ist entscheidend, um die langfristige Rentabilität und Zuverlässigkeit der Perowskit-Photovoltaiktechnologie sicherzustellen.

Marktchancen

• Vielseitigkeit und Designflexibilität

Forscher können die Eigenschaften von Perowskit-Materialien an spezifische Anwendungen und Umgebungen anpassen, indem sie sie mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Architekturen synthetisieren. Sie können zur Herstellung leichter, flexibler und sogar halbtransparenter Solarzellen verwendet werden, wodurch sie sich für den Einbau in verschiedene Produkte und Oberflächen wie Gebäudefassaden, Fenster und tragbare Geräte eignen. Die Designflexibilität der Perowskit-Photovoltaik eröffnet neue Möglichkeiten für die Einbettung der Solarenergieerzeugung in eine breite Palette alltäglicher Objekte und Infrastrukturen.

Umfang des Marktes

Segmentanalyse

Nach Typ segmentieren

• Normale Struktur

Perowskit-Photovoltaik mit normaler Organisation, bekannt als reguläre oder konventionelle Perowskit-Solarzellen, sind Solarzellen auf Perowskitbasis. Perowskit ist eine Materialklasse mit einer bestimmten Kristallstruktur, die nach dem Mineral Perowskit benannt ist, das die gleiche Struktur aufweist. Perowskit-Solarzellen haben eine Standardstruktur, die aus mehreren kritischen Schichten besteht, von denen jede eine bestimmte Rolle bei der Stromerzeugung aus Sonnenlicht spielt.

• Umgekehrte Struktur

Die „umgekehrte Struktur“ bezieht sich auf die Anordnung der verschiedenen Schichten innerhalb der Perowskit-Photovoltaik-Solarzelle. Eine transparente leitfähige Oxidschicht (TCO), eine kompakte Elektronentransportschicht (ETL), eine Perowskit-Absorberschicht, eine Lochtransportschicht (HTL) und eine Metallelektrode sind typische Komponenten einer Standard-Perowskit-Solarzelle. Der Perowskit-Photovoltaik-Markt hat in den letzten Jahren dank technologischer Fortschritte und zunehmender Fokussierung auf erneuerbare Energiequellen ein deutliches Wachstum erlebt.

Segment nach Anwendung

• BIPV

Perowskit-Photovoltaik kann als dünne, leichte und flexible Folie hergestellt werden, sodass sie in verschiedene Baumaterialien wie Glas, Beton und sogar Stoff integriert werden kann. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten und eine nahtlose Integration in verschiedene architektonische Aspekte. Sie können auch halbtransparent gemacht werden, sodass sichtbares Licht durchgelassen wird, während Sonnenenergie gesammelt wird. Aus diesem Grund eignen sie sich perfekt für Anwendungen wie Solarfenster, Oberlichter und Vorhangfassaden, bei denen Ästhetik und visueller Komfort von entscheidender Bedeutung sind.

• Hilfsmittel

Perowskit-Solarzellen können in Solarkraftwerken im großen Maßstab Strom erzeugen. Die hohe Lichtabsorptionseffizienz von Perowskit-Materialien ermöglicht eine effiziente Energieumwandlung, was potenziell zu einer höheren Leistungsabgabe pro Flächeneinheit im Vergleich zu typischen siliziumbasierten Solarzellen führt. Dies könnte dazu beitragen, die Erzeugung erneuerbarer Energien auszuweiten und gleichzeitig die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

• Automobilindustrie

Perowskit-Photovoltaik-Solarzellen können in verschiedenen Farben und Formen hergestellt werden, was eine größere Designvielfalt ermöglicht. Diese Eigenschaft macht sie attraktiv für den Einbau von Solarmodulen in die Außenseite von Autos, beispielsweise in Dächer, Motorhauben oder Fenster, ohne dabei die optische Attraktivität zu beeinträchtigen.

Regionale Analyse

Nordamerika

Aufgrund der potenziellen Vorteile von Perowskit-Solarzellen, wie hoher Wirkungsgrad, niedrige Herstellungskosten und die Möglichkeit, sie auf flexiblen Substraten herzustellen, verzeichnete der Perowskit-Photovoltaik-Markt in Nordamerika ein beträchtliches Wachstum. In ganz Nordamerika liefen in akademischen Einrichtungen, öffentlichen Labors und privaten Unternehmen zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, um die Effizienz, Stabilität und Skalierbarkeit der Perowskit-Photovoltaik-Technologie zu verbessern.

In Nordamerika wurden Mittel und Investitionen zur Entwicklung und Kommerzialisierung der Perowskit-Photovoltaik-Technologie bereitgestellt. Private Investoren und Regierungsbehörden erkannten das Potenzial von Perowskit-Solarzellen und boten Forschungsinitiativen und Start-up-Unternehmen Mittel an.

Europa

Das Interesse an der Entwicklung des Perowskit-Photovoltaikmarktes in Europa nimmt zu, und es bestehen Forschungsaktivitäten. Mehrere europäische Länder, darunter Großbritannien, Deutschland, die Schweiz und die Niederlande, haben Forschungsprogramme und Finanzierungsinitiativen gestartet, um den Fortschritt der Perowskit-Solarzellentechnologie zu fördern.

Auch die Europäische Union hat das Potenzial der Perowskit-Photovoltaik erkannt und sie in ihre strategische Forschungs- und Innovationsagenda aufgenommen. Das „Perovskite Solar Cell Consortium“ und die Initiative „Perovskite X“, die beide von der EU unterstützt werden, zielen darauf ab, die Kommerzialisierung von Perowskit-Solarzellen zu beschleunigen und die Zusammenarbeit zwischen ihnen zu fördern.

Asien-Pazifik

Mehrere Länder im asiatisch-pazifischen Raum, darunter China, Japan, Südkorea und Australien, haben erheblich in die Forschung und Entwicklung im Bereich der Perowskit-Photovoltaik investiert. Diese Länder haben Regierungsprogramme, Forschungseinrichtungen und Kooperationen mit Industrieunternehmen entwickelt, um die Kommerzialisierung von Perowskit-Solarzellen zu beschleunigen. Insbesondere China ist ein wichtiger Akteur auf dem Markt für Perowskit-Photovoltaik.

Die chinesische Regierung hat maßgeblich zur Entwicklung und Einführung von Perowskit-Solarzellen beigetragen. Chinesische Unternehmen haben große Fortschritte in der Perowskit-Technologie erzielt und sich aktiv an groß angelegten Produktions- und Vermarktungsaktivitäten beteiligt.

Schlüsselspieler

1. GreatCell Solar
2. Oxford PV
3. Saule Technologies
4. Fraunhofer ISE
5. FrontMaterialien
6. CSIRO
7. Microquanta Halbleiter
8. Solaronix
9. Solar-Tectik
10. Solliance

Jüngste Entwicklungen

März 2021: Saule Technologies gab einen Vertrag mit Skanska, einem führenden Bau- und Entwicklungsunternehmen, zur Entwicklung und Vermarktung von Solarmodulen auf Perowskitbasis für gebäudeintegrierte Photovoltaik bekannt.