بهبود کارایی ماژول و گسترش ظرفیت تولید، نقشهای مکملی در کاهش هزینه ماژولهای خورشیدی انباشته شده از هالید فلزی کالکوژنید/سیلیکون ایفا میکنند. محققان آزمایشگاه ملی انرژیهای تجدیدپذیر وزارت انرژی ایالات متحده (آزمایشگاه ملی انرژیهای تجدیدپذیر وزارت انرژی ایالات متحده، NREL) خاطرنشان کردند که: هر اهرم هزینه میتواند نقش مشابهی داشته باشد، بسته به توانایی تولیدکننده در گسترش و بهبود عملکرد ماژول.
بیشتر ماژولهای فتوولتائیک (PV) که امروزه تولید میشوند، مبتنی بر سلولهای خورشیدی سیلیکونی تک اتصالی هستند و با جفت کردن سیلیکون با ماده دیگری از سلول خورشیدی (مانند هالید فلزی) برای تشکیل یک پشته از کالکوژنیدها (MHP)، تولیدکنندگان میتوانند ماژولهای خورشیدی بسازند. این میتواند نور خورشید بیشتری را نسبت به سیلیکون به تنهایی به برق تبدیل کند. این فناوری پشتهسازی هنوز در مراحل اولیه خود است و گزینههای متنوعی برای ادغام MHPها با ناشناختههای زیادی از نظر هزینه و عملکرد در حال بررسی است. برای پرداختن به این شکاف، محققان یک مدل هزینه تولید ساختند که از دستگاههای موجود و فرآیندهای آزمایشگاهی زنجیره تأمین برای مقایسه رویکردهای مختلف ممکن در مقیاس بزرگ استفاده میکند.
محققان رویکردهای مختلفی را برای ساخت ماژولهای روی هم چیده شده بررسی کردند و حساسیت هزینههای تولید را با مواد مورد استفاده برای ساخت آنها، تعداد لایههای دستگاه، هزینه تولید دستگاهها، محل کارخانه و سایر عوامل مقایسه کردند. آنها دریافتند عواملی که بیشترین تأثیر را بر هزینههای تولید دارند، توان عملیاتی کارخانه و کارایی ماژول هستند.
جیکوب کوردل، نویسنده اصلی مقاله «تحلیل فنی-اقتصادی ماژولهای خورشیدی دو رشتهای پروسکایت/سیلیکون» که در مجله ژول منتشر شده است، گفت: «یکی از سوالاتی که این مقاله به آن پاسخ میدهد این است: ارزش این راندمان چقدر است؟» «نکته کلیدی این است که افزایش راندمان مطلق ۲.۵ درصدی در ماژولها، همان کاهش هزینه به ازای هر واحد ظرفیت را با دو برابر کردن اندازه نیروگاه ایجاد میکند.»
با استفاده از مدل تحلیل هزینه تفصیلی (DCAM) که اکنون در دسترس عموم است، محققان توانستند سناریوهای متنوعی از جمله مکانیابی کارخانهها در نقاط مختلف جهان و انواع مختلف مشوقهای تولید را آزمایش کنند. با استفاده از این مدل، شرکتها و محققان میتوانند از این مبنا برای بررسی چگونگی تأثیر فرآیندها و مواد مختلف بر هزینهها استفاده کنند. این مدل به بهرهوری انرژی یا طول عمر این ماژولها، که حوزههای فعال تحقیقاتی هستند، نمیپردازد.
محققان با شروع از یک مدل پایه از یک تولیدکننده که ماژولهایی با راندمان ۲۵ درصد و ظرفیت تولید سالانه ۳ گیگاوات در ایالات متحده تولید میکند، راندمان و بازده تولید را مقایسه کردند تا مشخص کنند که چگونه هزینه ماژولها با افزایش میزان برق تولید شده تغییر میکند. کوردل گفت: «این نشان دهنده قدرت تحقیق در بهبود راندمان دستگاه و کاهش هزینه به ازای هر وات ماژولها است.»
مقاله ژورنالی که توسط مایکل وودهاوس و امیلی وارن نوشته شده است، خاطرنشان میکند که راندمان ماژول یک متغیر پویا در پیشبینی هزینه ماژولهای انباشته است، زیرا بسیاری از متغیرهای دیگر تغییر کردهاند و به تغییر خود ادامه خواهند داد تا بتوانند به سطوح راندمان و دوام مورد نیاز برای PV تجاری دست یابند. ماژولهای انباشته باید حداقل 25٪ راندمان داشته باشند تا از نظر قیمت رقابتی باشند و با سایر فناوریهای خورشیدی استفاده شوند. گام بعدی در تجاریسازی ماژولهای انباشته کالکوژنید/سیلیکون، بهبود قابلیت اطمینان این فناوری و گسترش مساحت دستگاههای کارآمد به اندازه کامل ماژول در عین حفظ عملکرد است.
