Forbedring af modulernes effektivitet og udvidelse af produktionskapaciteten spiller komplementære roller i at reducere omkostningerne ved metalhalogenidchalcogenid/silicium-stablede solmoduler. Forskere fra det amerikanske energiministeriums nationale laboratorium for vedvarende energi (NREL) påpegede, at hver omkostningseffekt kan spille en lignende rolle, afhængigt af producentens evne til at udvide og forbedre modulets ydeevne.
De fleste fotovoltaiske (PV) moduler, der fremstilles i dag, er baseret på single-junction siliciumsolceller, og ved at parre silicium med et andet solcellemateriale (såsom et metalhalogenid) for at danne en stak af chalcogenider (MHP'er), kan producenter skabe solmoduler. Dette kan omdanne mere sollys til elektricitet end silicium alene. Denne stablingsteknologi er stadig i sine tidlige stadier, og der søges en række muligheder for at integrere MHP'er, med mange ukendte faktorer med hensyn til omkostninger og ydeevne. For at afhjælpe dette hul konstruerede forskerne en produktionsomkostningsmodel, der vil bruge eksisterende enheder og laboratorieprocesser i forsyningskæden til at sammenligne forskellige mulige tilgange i stor skala.
Forskerne undersøgte forskellige tilgange til at bygge stablede moduler og sammenlignede følsomheden af produktionsomkostningerne i forhold til de materialer, der blev brugt til at fremstille dem, antallet af enhedslag, omkostningerne ved at producere enhederne, fabrikkens placering og andre faktorer. De fandt ud af, at de faktorer, der havde størst indflydelse på produktionsomkostningerne, var fabrikkens gennemløbshastighed og moduleffektivitet.
"Et af de spørgsmål, som denne artikel besvarer, er: hvad er værdien af denne effektivitet?", udtaler Jacob Cordell, hovedforfatter til artiklen "Technoeconomic analysis of perovskite/silicon tandem solar modules", offentliggjort i tidsskriftet Joule. "En vigtig konklusion er, at den absolutte effektivitetsgevinst på 2,5 % i modulerne giver den samme omkostningsreduktion pr. kapacitetsenhed som en fordobling af anlæggets størrelse."
Ved hjælp af den nu offentligt tilgængelige detaljerede omkostningsanalysemodel (DCAM) var forskere i stand til at teste en række forskellige scenarier, herunder placering af fabrikker i forskellige dele af verden og forskellige typer produktionsincitamenter. Ved at bruge modellen kan virksomheder og forskere bruge denne basislinje til at undersøge, hvordan forskellige processer og materialer påvirker omkostningerne. Modellen tager ikke højde for energiproduktiviteten eller levetiden for disse moduler, som er aktive forskningsområder.
Med udgangspunkt i en basismodel af en producent, der fremstiller moduler med 25 procents effektivitet og en årlig produktionskapacitet på 3 gigawatt i USA, sammenlignede forskerne effektivitet og produktionsudbytte for at bestemme, hvordan omkostningerne ved modulerne varierer, efterhånden som mængden af genereret strøm stiger. "Dette demonstrerer forskningens styrke i forhold til at forbedre enhedseffektiviteten og reducere omkostningerne pr. watt for moduler," sagde Cordell.
Tidsskriftartiklen, forfattet af Michael Woodhouse og Emily Warren, bemærker, at moduleffektivitet er en dynamisk variabel i forudsigelsen af omkostningerne ved stablede moduler, fordi mange andre variabler har ændret sig og vil fortsætte med at ændre sig for at kunne opnå de niveauer af effektivitet og holdbarhed, der kræves til kommercielt levedygtig PV. Stablede moduler skal være mindst 25 % effektive for at være priskonkurrencedygtige og kunne bruges sammen med andre solteknologier. Det næste skridt i kommercialiseringen af chalcogenid/silicium-stablede moduler er at forbedre teknologiens pålidelighed og udvide området for effektive enheder til fuld modulstørrelse, samtidig med at ydeevnen opretholdes.
