La technologie solaire pérovskite représentera 29 % du marché mondial du PV d'ici 2030
La pérovskite est devenue un nouveau matériau de cellule solaire efficace au cours de la dernière décennie, avec une efficacité de conversion de puissance de 25,7 %.
Les matériaux photoactifs pérovskites présentent des avantages inhérents pour obtenir des rendements de conversion de puissance élevés, tels que de longues longueurs de diffusion des porteurs, une mobilité élevée des porteurs, de faibles énergies de liaison des excitons, des coefficients d'absorption élevés et une accordabilité de la bande interdite en échangeant des composants précurseurs.
Un autre avantage important de ces matériaux est que les films peuvent être déposés par des procédés en solution à basse température, qui peuvent être produits de manière économique et efficace sur des substrats polymères flexibles par des procédés rouleau à rouleau à haut débit.
La technologie solaire pérovskite devrait dépasser 29 % du marché mondial du PV d'ici 2030.
L'utilisation de feuilles de plastique offre également un nouvel ensemble d'avantages pour les produits photovoltaïques, où des facteurs non liés aux coûts peuvent fournir un effet de levier important, tels qu'un poids léger, une puissance spécifique élevée et une facilité d'intégration avec diverses surfaces.
Un facteur important qui distingue la pérovskite des technologies photovoltaïques matures est la possibilité d'un haut niveau de personnalisation du produit, en fonction des besoins du client dans une application spécifique.Cela pourrait permettre une incubation plus longue de la technologie tout en entrant simultanément sur le marché, facilitant ainsi le défi de l'entrée sur le marché à grande échelle.
Un exemple de module solaire perovskite flexible personnalisé est présenté ci-dessous.
Les cellules solaires en pérovskite sont une excellente solution pour alimenter l'électronique grand public, en particulier l'écosystème de l'Internet des objets (IoT), où des milliards de nœuds de capteurs sont connectés au réseau électrique.
Les tendances actuelles de la recherche s'orientent vers des dispositifs et des protocoles à faible consommation d'énergie qui améliorent la consommation d'énergie pour augmenter la couverture du réseau, réduire la latence, minimiser les pertes d'énergie et améliorer la fiabilité des données.Le marché de l'IoT connaît une croissance exponentielle, créant un vaste réseau d'appareils connectés, notamment des smartphones, des appareils de cuisine, des robots industriels, des appareils de santé ou des voitures connectées.Fin 2020, il y avait environ 11,3 milliards d'appareils IoT connectés dans le monde, un nombre qui devrait atteindre 27 milliards d'ici 2025.
Il convient de noter que de nombreuses applications IoT ne nécessitent pas de transfert de données continu.Une approche courante consiste à collecter des données et à les stocker en mémoire, puis à distribuer les paquets à de courts intervalles.Actuellement, la grande majorité des détecteurs sans fil hors réseau utilisent des piles.Il existe de nombreux produits de batterie sur le marché;Cependant, leur capacité et leur durée de vie sont toujours des facteurs limitant la gamme et la fréquence disponibles pour la transmission de données.De plus, le coût de maintenance supplémentaire lié au remplacement régulier des batteries doit être pris en compte.
Le photovoltaïque intérieur (IPV), qui capte la lumière ambiante et la convertit en électricité, offre une alternative prometteuse à l'approvisionnement énergétique.
Pour que cela soit commercialement viable, une cellule PV doit fournir plus d'énergie au cours de sa durée de vie que ce qui est stocké dans une cellule typique, telle qu'une pile bouton CR2450 de 1860 mWh ou une cellule AA de 3500 mWh.De plus, cela devrait être fourni dans la plus petite zone disponible, car les fabricants cherchent à réduire la taille de leurs produits.Par conséquent, une densité de puissance élevée dans des conditions de faible luminosité est l'une des principales exigences pour ces applications.De plus, une flexibilité dans la conception et la forme est souvent requise, car l'intégration transparente des éléments de récupération d'énergie est une exigence courante pour les concepteurs de produits.Du point de vue de la certification de fiabilité, le PV intérieur doit passer des tests moins rigoureux ;La norme CEI 63163 récemment formulée vise à résoudre ce problème.
Les cellules solaires fonctionnent très différemment d'une utilisation extérieure typique, où les intensités lumineuses sont généralement supérieures de plusieurs ordres de grandeur.Pour cette raison, les technologies PV conventionnelles, telles que C-SI, ne sont pas adaptées à ces applications.La pérovskite avec une bande interdite réglable et de bonnes propriétés photoélectriques s'est avérée idéale pour une utilisation en basse lumière avec d'excellents paramètres de performance.
Alors que le marché de l'IoT est vaste et en croissance rapide, il n'est pas facile de déterminer la meilleure utilisation de la récupération d'énergie.Le cas d'utilisation définira le budget de puissance qui doit être fourni par le module solaire.L'environnement dans lequel l'appareil est placé et les dimensions du produit définissent les conditions aux limites de l'énergie qui peut être récupérée.Plus important encore, l'intégration doit avoir un sens d'un point de vue commercial, de sorte qu'une analyse coûts/avantages minutieuse est nécessaire, en tenant compte des impacts environnementaux.Pour résoudre ces problèmes, l'approche de Saule consiste à examiner les segments d'applications IoT les plus importants et à la croissance la plus rapide et à les classer par emplacement, secteur, type d'appareil et proposition de valeur.Le tableau 1 résume certaines des opportunités identifiées.
La taille et la croissance du marché ne sont certainement pas les seuls aspects importants à prendre en compte.Du point de vue du fabricant, il est important de développer le produit avec le moins de personnalisation possible en raison des risques et des coûts supplémentaires qui l'accompagnent.De plus, comment monétiser le budget de puissance supplémentaire est très important.Avec tout cela à l'esprit, les étiquettes de rayon électroniques semblent être l'une des options les plus attrayantes.Un exemple de l'étiquette d'étagère électronique à base de pérovskite (PESL) développée par Saule et l'installation de production pilote utilisée pour fabriquer le PV de pérovskite flexible sont présentés ci-dessous.
Le marché mondial des étiquettes de prix intelligentes devrait passer de 1,8 milliard USD en 2020 à 7,1 milliards USD en 2026 à un taux de croissance annuel cumulé (TCAC) de 25,1 %.
La technologie d'étiquette de prix intelligente est relativement nouvelle sur le marché et fait l'objet de divers tests de mise en œuvre par les détaillants.L'utilisation d'étiquettes de rayon électroniques au lieu de solutions papier offre déjà un certain nombre d'avantages.Les points clés incluent la réduction des coûts de main-d'œuvre et l'élimination des erreurs humaines, car les prix peuvent être attribués aux unités de gestion des stocks (SKU) et automatiquement mis à jour.Les étiquettes de rayon électroniques actuellement disponibles dans le commerce sont généralement affichées en utilisant du papier électronique, qui est une excellente option pour minimiser les besoins en énergie de tels dispositifs.
Le papier électronique nécessite de l'énergie juste pour mettre à jour le contenu de l'affichage, ce qui signifie que l'ESL traditionnel peut durer assez longtemps tant que le prix de l'article ne change pas.Le produit typique sur le marché aujourd'hui a une durée de vie moyenne de cinq ans et met à jour son prix 1 ou 2 fois par jour.
On pourrait penser que cela est suffisant pour la plupart des objectifs ;Depuis 2020, cependant, le monde du commerce de détail a changé à bien des égards.Le commerce électronique a été un domaine en croissance constante au cours de la dernière décennie;Cependant, surtout depuis le déclenchement de la pandémie, son importance a considérablement augmenté.
Avec l'avènement des nouvelles technologies, l'augmentation des achats en ligne a désavantagé encore plus les détaillants traditionnels.Les magasins numériques peuvent collecter de grandes quantités de données sur leurs clients et leurs habitudes d'achat, et ils peuvent utiliser ces informations pour optimiser leurs prix, même plusieurs fois par jour, afin d'atteindre une rentabilité maximale.Le géant du marché en ligne Amazon modifie les prix des produits toutes les 10 minutes, selon la société de renseignements sur les prix Profitero.
Un autre facteur est que les perturbations des chaînes d'approvisionnement mondiales rendent les produits moins disponibles, ce qui modifie plus fréquemment l'équilibre entre l'offre et la demande.
Cerise sur le gâteau, l'inflation record a encore alimenté des changements de prix plus fréquents.Le taux d'inflation annuel moyen dans la zone euro était de 8,9 % en juillet 2022, mais il pourrait atteindre 11,0 % pour les aliments non transformés et plus de 20 % dans les États baltes, a rapporté Eurostat.
Les magasins physiques ont de plus en plus de mal à gérer ces problèmes.Même s'ils utilisent la même stratégie pour mettre à jour les prix, les étiquettes de rayon électroniques peuvent rapidement épuiser la capacité de leur batterie.C'est là que les solutions améliorées de cellules PV peuvent avoir un impact significatif, permettant aux détaillants traditionnels de rivaliser avec leurs homologues numériques.
La valeur ajoutée des bénéfices supplémentaires générés devrait largement dépasser les coûts supplémentaires, y compris les cellules solaires, les systèmes de gestion de l'énergie et l'utilisation de batteries renouvelables.De plus, les fabricants de papier électronique et les tailles de produits sur le marché sont bien placés pour définir les tailles de profil d'ESL, avec la plus forte demande pour 1,54", 2.13", et 2,66"tailles d'affichage.La production de plusieurs millions d'unités par an signifie une demande constante, et la petite taille ciblée des cellules photovoltaïques facilite la mise en œuvre.Par conséquent, les auteurs pensent qu'il s'agit d'un excellent choix pour faire face à l'entrée du marché du PV pérovskite.
