Zlepšení účinnosti modulů a rozšíření výrobní kapacity hrají doplňkovou roli při snižování nákladů na solární moduly z halogenidů kovů, chalkogenidů a křemíku. Výzkumníci z Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie Ministerstva energetiky USA (Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie Ministerstva energetiky USA, NREL) poukázali na to, že: každý z těchto efektů může hrát podobnou roli v závislosti na schopnosti výrobce rozšířit a zlepšit výkon modulu.
Většina fotovoltaických (FV) modulů vyráběných dnes je založena na křemíkových solárních článcích s jedním přechodem. Spojením křemíku s jiným materiálem pro solární články (například halogenidem kovu) za vzniku vrstvy chalkogenidů (MHP) mohou výrobci vytvářet solární moduly. Ty dokáží přeměnit více slunečního záření na elektřinu než samotný křemík. Tato technologie vrstvení je stále v rané fázi a hledá se řada možností, jak integrovat MHP, s mnoha neznámými, pokud jde o náklady a výkon. Aby se tato mezera vyřešila, vědci vytvořili model výrobních nákladů, který využije stávající zařízení a laboratorní procesy dodavatelského řetězce k porovnání různých možných přístupů ve velkém měřítku.
Výzkumníci zkoumali různé přístupy k výrobě vrstvených modulů a porovnávali citlivost výrobních nákladů na materiály použité k jejich výrobě, počet vrstev zařízení, náklady na výrobu zařízení, umístění továrny a další faktory. Zjistili, že faktory, které měly největší vliv na výrobní náklady, byly propustnost továrny a efektivita modulů.
„Jednou z otázek, na kterou tento článek odpovídá, je: jaká je hodnota této účinnosti?“ uvedl Jacob Cordell, hlavní autor článku „Technoekonomická analýza perovskitových/křemíkových tandemových solárních modulů“, publikovaného v časopise Joule. „Klíčovým poznatkem je, že absolutní nárůst účinnosti modulů o 2,5 % poskytuje stejné snížení nákladů na jednotku kapacity jako zdvojnásobení velikosti elektrárny.“
Pomocí nyní veřejně dostupného modelu podrobné analýzy nákladů (DCAM) byli vědci schopni otestovat řadu scénářů, včetně umístění závodů v různých částech světa a různých typů výrobních pobídek. Díky tomuto modelu mohou společnosti a výzkumníci tuto základní linii využít k prozkoumání toho, jak různé procesy a materiály ovlivňují náklady. Model se nezabývá energetickou produktivitou ani životností těchto modulů, což jsou aktivní oblasti výzkumu.
Výzkumníci porovnávali účinnost a výrobní výnosy, aby zjistili, jak se mění náklady na moduly s rostoucím množstvím vyrobené energie. „To ukazuje sílu výzkumu při zlepšování účinnosti zařízení a snižování nákladů na watt modulů,“ uvedl Cordell.
Článek v časopise, jehož autory jsou Michael Woodhouse a Emily Warren, uvádí, že účinnost modulů je dynamickou proměnnou při predikci nákladů na stohované moduly, protože mnoho dalších proměnných se změnilo a bude se i nadále měnit, aby bylo možné dosáhnout úrovně účinnosti a trvanlivosti požadované pro komerčně životaschopnou fotovoltaiku. Stohované moduly musí mít účinnost alespoň 25 %, aby byly cenově konkurenceschopné a mohly se používat s jinými solárními technologiemi. Dalším krokem v komercializaci stohovaných modulů z chalkogenidů/křemíku je zlepšení spolehlivosti technologie a rozšíření oblasti účinných zařízení na plnohodnotnou velikost modulu při zachování výkonu.
