La tecnología solar de perovskita representará el 29 % del mercado fotovoltaico mundial para 2030

La perovskita se ha convertido en un material de celda solar nuevo y eficiente en la última década, con una eficiencia de conversión de energía del 25,7 %.

Los materiales fotoactivos de perovskita tienen ventajas inherentes para lograr altas eficiencias de conversión de energía, como largas longitudes de difusión del portador, alta movilidad del portador, bajas energías de enlace de excitón, altos coeficientes de absorción y sintonizabilidad de banda prohibida mediante el intercambio de componentes precursores.

Otra ventaja importante de estos materiales es que las películas se pueden depositar mediante métodos de solución a bajas temperaturas, que se pueden producir de manera económica y eficiente sobre sustratos poliméricos flexibles mediante procesos de rollo a rollo de alto rendimiento.

Se espera que la tecnología solar de perovskita supere el 29 % del mercado fotovoltaico mundial para 2030.

El uso de láminas de plástico también brinda un nuevo conjunto de ventajas para los productos fotovoltaicos, donde los factores no relacionados con el costo pueden proporcionar una ventaja significativa, como el peso ligero, la alta potencia específica y la facilidad de integración con varias superficies.

Un factor importante que distingue a la perovskita de las tecnologías fotovoltaicas maduras es la posibilidad de un alto nivel de personalización del producto, en línea con las necesidades del cliente en una aplicación específica.Esto podría permitir una incubación más prolongada de la tecnología al mismo tiempo que ingresa al mercado, lo que facilita el desafío de la entrada al mercado a gran escala.

A continuación se muestra un ejemplo de un módulo solar de perovskita flexible personalizado.

Las células solares de perovskita son una excelente solución para alimentar la electrónica de consumo, especialmente el ecosistema de Internet de las cosas (IoT), donde miles de millones de nodos de sensores están conectados a la red eléctrica.

Las tendencias de investigación actuales se están moviendo hacia dispositivos y protocolos de bajo consumo que mejoran la utilidad de la energía para aumentar la cobertura de la red, reducir la latencia, minimizar las pérdidas de energía y mejorar la confiabilidad de los datos.El mercado de iot está creciendo exponencialmente, creando una vasta red de dispositivos conectados, incluidos teléfonos inteligentes, electrodomésticos de cocina, robots industriales, dispositivos de atención médica o automóviles conectados.Para fines de 2020, había aproximadamente 11,3 mil millones de dispositivos IoT conectados en todo el mundo, un número que debería aumentar a 27 mil millones para 2025.

Cabe señalar que muchas aplicaciones de iot no requieren una transferencia continua de datos.Un enfoque común es recopilar datos y almacenarlos en la memoria, luego distribuir los paquetes a intervalos cortos.Actualmente, la gran mayoría de los detectores inalámbricos fuera de la red utilizan baterías.Hay muchos productos de batería en el mercado;Sin embargo, su capacidad y vida útil siempre son factores limitantes en el rango y la frecuencia disponibles para la transmisión de datos.Además, se debe considerar el costo de mantenimiento adicional de reemplazar las baterías regularmente.

La energía fotovoltaica interior (IPV), que captura la luz ambiental y la convierte en electricidad, ofrece una alternativa prometedora al suministro de energía.

Para que esto sea comercialmente viable, una celda fotovoltaica debe proporcionar más energía durante su vida útil que la que se almacena en una celda típica, como una celda de botón CR2450 de 1860 mWh o una celda AA de 3500 mWh.Además, esto debe proporcionarse dentro del área más pequeña disponible, ya que los fabricantes buscan reducir el tamaño de sus productos.Por lo tanto, una alta densidad de potencia en condiciones de poca luz es uno de los requisitos clave para estas aplicaciones.Además, a menudo se requiere flexibilidad en el diseño y la forma, ya que la integración perfecta de los elementos de recolección de energía es un requisito común para los diseñadores de productos.Desde el punto de vista de la certificación de confiabilidad, la energía fotovoltaica para interiores debe pasar pruebas menos estrictas;La recientemente formulada IEC 63163 tiene como objetivo abordar este problema.

Las celdas solares funcionan de manera muy diferente al uso típico al aire libre, donde las intensidades de la luz suelen ser varios órdenes de magnitud más altas.Por este motivo, las tecnologías fotovoltaicas convencionales, como C-SI, no son adecuadas para estas aplicaciones.La perovskita con banda prohibida ajustable y buenas propiedades fotoeléctricas demostró ser ideal para uso con poca luz con excelentes parámetros de rendimiento.

Si bien el mercado de iot es grande y está creciendo rápidamente, determinar el mejor uso de la recolección de energía no es fácil.El caso de uso definirá el presupuesto de energía que debe proporcionar el módulo solar.El entorno en el que se coloca el dispositivo y las dimensiones del producto definen las condiciones límite para la energía que se puede recolectar.Lo que es más importante, la integración debe tener sentido desde una perspectiva comercial, por lo que se requiere un análisis cuidadoso de costo/beneficio, teniendo en cuenta los impactos ambientales.Para abordar estos problemas, el enfoque de Saule es observar los segmentos de aplicaciones de IoT más grandes y de más rápido crecimiento y categorizarlos por ubicación, sector, tipo de dispositivo y propuesta de valor.La Tabla 1 resume algunas de las oportunidades identificadas.

El tamaño y el crecimiento del mercado ciertamente no son los únicos aspectos importantes a considerar.Desde el punto de vista del fabricante, es importante desarrollar el producto con la menor cantidad de personalización debido a los riesgos y costos adicionales que conlleva.Además, es muy importante cómo monetizar el presupuesto de energía adicional.Con todo esto en mente, las etiquetas electrónicas para estantes parecen ser una de las opciones más atractivas.A continuación, se muestra un ejemplo de la etiqueta de estantería electrónica basada en perovskita (PESL) desarrollada por Saule y la instalación de producción piloto utilizada para fabricar el PV de perovskita flexible.

Se espera que el mercado global de etiquetas de precios inteligentes crezca de USD 1800 millones en 2020 a USD 7100 millones en 2026 a una tasa de crecimiento anual acumulada (CAGR) del 25,1 %.

La tecnología de etiquetas de precios inteligentes es relativamente nueva en el mercado y los minoristas la están sometiendo a varias pruebas de implementación.El uso de etiquetas electrónicas para estanterías en lugar de soluciones en papel ya ofrece una serie de ventajas.Los puntos clave incluyen la reducción de los costos de mano de obra y la eliminación del error humano, ya que los precios pueden asignarse a las unidades de mantenimiento de existencias (SKU) y actualizarse automáticamente.Las etiquetas de estantería electrónicas actualmente disponibles en el mercado se muestran normalmente en papel electrónico, que es una excelente opción para minimizar los requisitos de energía de dichos dispositivos.

El papel electrónico requiere energía solo para actualizar el contenido de la pantalla, lo que significa que el ESL tradicional puede durar bastante tiempo siempre que el precio del artículo no cambie.El producto típico del mercado actual tiene una vida media de cinco años y actualiza su precio 1 o 2 veces al día.

Uno podría pensar que esto es suficiente para la mayoría de los propósitos;Sin embargo, desde 2020, el mundo minorista ha cambiado de muchas maneras.El comercio electrónico ha sido un campo en constante crecimiento durante la última década;Sin embargo, especialmente desde el estallido de la pandemia, su importancia ha aumentado significativamente.

Con la llegada de las nuevas tecnologías, el aumento de las compras en línea ha puesto a los minoristas tradicionales en una desventaja aún mayor.Las tiendas digitales pueden recopilar grandes cantidades de datos sobre sus clientes y hábitos de compra, y pueden usar esta información para optimizar sus precios, incluso varias veces al día, para lograr la máxima rentabilidad.El gigante del mercado en línea Amazon cambia los precios de los productos cada 10 minutos, según la firma de inteligencia de precios Profitero.

Otro factor es que las interrupciones en las cadenas de suministro globales hacen que los productos estén menos disponibles, cambiando el equilibrio entre la oferta y la demanda con mayor frecuencia.

Como guinda del pastel, la inflación récord ha impulsado cambios de precios más frecuentes.La tasa de inflación promedio anual en la zona del euro fue del 8,9% en julio de 2022, pero podría llegar al 11,0% para los alimentos no procesados ​​y más del 20% en los Estados bálticos, informó Eurostat.

Las tiendas físicas están encontrando estos problemas cada vez más difíciles de manejar.Incluso si utilizan la misma estrategia para actualizar los precios, las etiquetas electrónicas para estantes pueden agotar rápidamente la capacidad de la batería.Aquí es donde las soluciones mejoradas de celdas fotovoltaicas pueden tener un impacto significativo, permitiendo a los minoristas tradicionales competir con sus contrapartes digitales.

Se espera que el valor agregado de las ganancias adicionales generadas supere con creces los costos adicionales, incluidas las células solares, los sistemas de administración de energía y el uso de baterías renovables.Además, los fabricantes de papel electrónico y los tamaños de productos en el mercado están bien posicionados para definir los tamaños de perfil de ESL, con la mayor demanda de 1,54", 2.13", y 2.66"tamaños de visualización.La producción de varios millones de unidades por año significa una demanda constante, y el tamaño pequeño de la celda fotovoltaica objetivo hace que sea fácil de implementar.Por lo tanto, los autores creen que es una excelente opción para abordar la entrada del mercado fotovoltaico de perovskita.