La millora de l'eficiència dels mòduls i l'ampliació de la capacitat de fabricació tenen un paper complementari en la reducció del cost dels mòduls solars apilats en halogenurs metàl·lics, calcogenuros i silici. Els investigadors del Laboratori Nacional d'Energies Renovables del Departament d'Energia dels EUA (NREL) van assenyalar que cada factor d'apalancament de costos pot tenir un paper similar, depenent de la capacitat del fabricant per ampliar i millorar el rendiment del mòdul.
La majoria dels mòduls fotovoltaics (PV) fabricats avui dia es basen en cèl·lules solars de silici d'una sola unió, i combinant el silici amb un altre material de cèl·lula solar (com ara un halogenur metàl·lic) per formar una pila de calcogenurs (MHP), els fabricants poden crear mòduls solars. Això pot convertir més llum solar en electricitat que el silici sol. Aquesta tecnologia d'apilament encara es troba en les seves primeres etapes, i es busquen diverses opcions per integrar els MHP, amb moltes incògnites pel que fa al cost i el rendiment. Per abordar aquesta bretxa, els investigadors van construir un model de costos de fabricació que utilitzarà els dispositius existents i els processos de laboratori de la cadena de subministrament per comparar diferents enfocaments possibles a escala.
Els investigadors van examinar diversos enfocaments per construir mòduls apilats i van comparar la sensibilitat dels costos de fabricació als materials utilitzats per fabricar-los, el nombre de capes del dispositiu, el cost de producció dels dispositius, la ubicació de la fàbrica i altres factors. Van descobrir que els factors que tenien el major impacte en els costos de fabricació eren el rendiment de la fàbrica i l'eficiència del mòdul.
"Una de les preguntes que respon aquest article és: quin és el valor d'aquesta eficiència?", va dir Jacob Cordell, autor principal de l'article "Anàlisi tecnoeconòmica dels mòduls solars tàndem de perovskita/silici", publicat a la revista Joule. "Una conclusió clau és que el guany d'eficiència absoluta del 2,5% en els mòduls proporciona la mateixa reducció de costos per unitat de capacitat que duplicar la mida de la planta".
Utilitzant el Model d'Anàlisi Detallada de Costos (DCAM), ara disponible públicament, els investigadors van poder provar diversos escenaris, com ara la ubicació de plantes en diferents parts del món i diferents tipus d'incentius de fabricació. Mitjançant l'ús del model, les empreses i els investigadors poden utilitzar aquesta línia de base per examinar com els diferents processos i materials afecten els costos. El model no aborda la productivitat energètica ni la vida útil d'aquests mòduls, que són àrees actives de recerca.
Partint d'un model de referència d'un fabricant que fabrica mòduls amb una eficiència del 25%, amb una capacitat de producció anual de 3 gigawatts als EUA, els investigadors van comparar l'eficiència i el rendiment de fabricació per determinar com varia el cost dels mòduls a mesura que augmenta la quantitat d'energia generada. "Això demostra el poder de la recerca per millorar l'eficiència dels dispositius i reduir el cost per watt dels mòduls", va dir Cordell.
L'article de la revista, escrit per Michael Woodhouse i Emily Warren, assenyala que l'eficiència dels mòduls és una variable dinàmica a l'hora de predir el cost dels mòduls apilats, ja que moltes altres variables han canviat i continuaran canviant per poder assolir els nivells d'eficiència i durabilitat necessaris per a una energia fotovoltaica comercialment viable. Els mòduls apilats han de tenir una eficiència mínima del 25% per ser competitius en termes de preu i utilitzar-se amb altres tecnologies solars. El següent pas en la comercialització de mòduls apilats de calcogenur/silici és millorar la fiabilitat de la tecnologia i ampliar l'àrea de dispositius eficients a la mida completa del mòdul, mantenint alhora el rendiment.
