A modulok hatékonyságának javítása és a gyártási kapacitás bővítése kiegészítő szerepet játszanak a fémhalogenid-kalkogén/szilícium rétegzett napelemek költségeinek csökkentésében. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriuma (US Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory, NREL) kutatói rámutattak, hogy: minden költségtényező hasonló szerepet játszhat, attól függően, hogy a gyártó képes-e bővíteni és javítani a modul teljesítményét.
A ma gyártott fotovoltaikus (PV) modulok többsége egyetlen csomóponttal rendelkező szilícium napelemeken alapul, és a szilícium és egy másik napelem-anyag (például fémhalogenid) párosításával kalkogenidekből (MHP-k) álló köteg létrehozása révén a gyártók napelemeket hozhatnak létre. Ez több napfényt képes elektromos árammá alakítani, mint a szilícium önmagában. Ez a halmozási technológia még korai szakaszban van, és számos lehetőséget keresnek az MHP-k integrálására, sok ismeretlennel a költségek és a teljesítmény tekintetében. Ennek a hiányosságnak a megszüntetése érdekében a kutatók egy gyártási költségmodellt készítettek, amely a meglévő eszközöket és az ellátási lánc laboratóriumi folyamatait használja fel a különböző lehetséges megközelítések nagy léptékű összehasonlítására.
A kutatók a rétegzett modulok építésének különböző megközelítéseit vizsgálták, és összehasonlították a gyártási költségek érzékenységét a gyártásukhoz felhasznált anyagokkal, az eszközrétegek számával, az eszközök előállítási költségeivel, a gyár helyszínével és egyéb tényezőkkel szemben. Megállapították, hogy a gyártási költségekre legnagyobb hatással lévő tényezők a gyár áteresztőképessége és a modulok hatékonysága voltak.
„A tanulmány egyik kérdése, hogy mi ennek a hatékonyságnak az értéke, a következő: mi ennek a hatékonyságnak az értéke?” – mondta Jacob Cordell, a Joule folyóiratban megjelent „Perovszkit/szilícium tandem napelemek technoökonómiai elemzése” című tanulmány vezető szerzője. „A legfontosabb tanulság az, hogy a modulok 2,5%-os abszolút hatékonyságnövekedése ugyanolyan költségcsökkentést eredményez kapacitásegységenként, mint az üzem méretének megduplázása.”
A most már nyilvánosan elérhető részletes költségelemzési modell (DCAM) segítségével a kutatók számos forgatókönyvet tesztelhettek, beleértve az üzemek világ különböző részein történő elhelyezését és a gyártási ösztönzők különböző típusait. A modell segítségével a vállalatok és a kutatók ezt az alapkövetelményt felhasználhatják annak vizsgálatára, hogy a különböző folyamatok és anyagok hogyan befolyásolják a költségeket. A modell nem foglalkozik ezen modulok energiatermelékenységével vagy élettartamával, amelyek aktív kutatási területek.
Egy 25 százalékos hatásfokú, 3 gigawatt éves termelési kapacitással rendelkező amerikai gyártó alapmodelljéből kiindulva a kutatók összehasonlították a hatékonyságot és a gyártási hozamokat, hogy meghatározzák, hogyan változik a modulok költsége a termelt energia mennyiségének növekedésével. „Ez demonstrálja a kutatás erejét az eszközök hatékonyságának javításában és a modulok wattonkénti költségének csökkentésében” – mondta Cordell.
A Michael Woodhouse és Emily Warren által írt folyóiratcikk megjegyzi, hogy a modulok hatékonysága dinamikus változó a rétegzett modulok költségének előrejelzésében, mivel számos más változó megváltozott és továbbra is változni fog ahhoz, hogy el lehessen érni a kereskedelmi forgalomban életképes napelemes rendszerekhez szükséges hatékonysági és tartóssági szinteket. A rétegzett moduloknak legalább 25%-os hatékonyságúaknak kell lenniük ahhoz, hogy árban versenyképesek legyenek, és más napelemes technológiákkal együtt is használhatók legyenek. A kalkogenid/szilícium rétegzett modulok kereskedelmi forgalomba hozatalának következő lépése a technológia megbízhatóságának javítása és a hatékony eszközök területének teljes modulméretűre való kiterjesztése a teljesítmény megőrzése mellett.
