Îmbunătățirea eficienței modulelor și extinderea capacității de producție joacă roluri complementare în reducerea costului modulelor solare suprapuse pe bază de calcogenură metalică/siliciu. Cercetătorii Laboratorului Național pentru Energie Regenerabilă din cadrul Departamentului de Energie al SUA (NREL) au subliniat că: fiecare factor de creștere a costurilor poate juca un rol similar, în funcție de capacitatea producătorului de a extinde și îmbunătăți performanța modulului.
Majoritatea modulelor fotovoltaice (PV) fabricate astăzi se bazează pe celule solare din siliciu cu o singură joncțiune, iar prin asocierea siliciului cu un alt material pentru celule solare (cum ar fi o halogenură metalică) pentru a forma o stivă de calcogenuri (MHP), producătorii pot crea module solare. Acestea pot converti mai multă lumină solară în electricitate decât siliciul simplu. Această tehnologie de stivuire este încă în stadii incipiente și se caută o varietate de opțiuni pentru integrarea MHP-urilor, cu multe necunoscute în ceea ce privește costul și performanța. Pentru a aborda această lacună, cercetătorii au construit un model de cost de fabricație care va utiliza dispozitivele existente și procesele de laborator ale lanțului de aprovizionare pentru a compara diferite abordări posibile la scară largă.
Cercetătorii au examinat diverse abordări pentru construirea modulelor suprapuse și au comparat sensibilitatea costurilor de fabricație la materialele utilizate pentru fabricarea acestora, numărul de straturi ale dispozitivului, costul de producție al dispozitivelor, locația fabricii și alți factori. Ei au descoperit că factorii care au avut cel mai mare impact asupra costurilor de fabricație au fost producția din fabrică și eficiența modulelor.
„Una dintre întrebările la care răspunde această lucrare este: care este valoarea acestei eficiențe?”, a declarat Jacob Cordell, autorul principal al lucrării „Analiza tehnoeconomică a modulelor solare tandem perovskit/siliciu”, publicată în revista Joule. „O concluzie cheie este că creșterea absolută a eficienței de 2,5% a modulelor oferă aceeași reducere a costurilor pe unitatea de capacitate ca și dublarea dimensiunii centralei.”
Folosind Modelul Detaliat de Analiză a Costurilor (DCAM), acum disponibil publicului, cercetătorii au putut testa o varietate de scenarii, inclusiv amplasarea fabricilor în diferite părți ale lumii și diferite tipuri de stimulente pentru producție. Prin utilizarea modelului, companiile și cercetătorii pot folosi această bază pentru a examina modul în care diferite procese și materiale afectează costurile. Modelul nu abordează productivitatea energetică sau durata de viață a acestor module, care sunt domenii active de cercetare.
Pornind de la un model de bază al unui producător care produce module cu o eficiență de 25%, cu o capacitate anuală de producție de 3 gigawați în SUA, cercetătorii au comparat eficiența și randamentele de fabricație pentru a determina cum variază costul modulelor pe măsură ce crește cantitatea de energie generată. „Acest lucru demonstrează puterea cercetării în îmbunătățirea eficienței dispozitivelor și reducerea costului per watt al modulelor”, a spus Cordell.
Articolul din revistă, scris de Michael Woodhouse și Emily Warren, menționează că eficiența modulelor este o variabilă dinamică în prezicerea costului modulelor suprapuse, deoarece multe alte variabile s-au schimbat și vor continua să se schimbe pentru a putea atinge nivelurile de eficiență și durabilitate necesare pentru un sistem fotovoltaic viabil din punct de vedere comercial. Modulele suprapuse trebuie să aibă o eficiență de cel puțin 25% pentru a fi competitive din punct de vedere al prețului și a fi utilizate împreună cu alte tehnologii solare. Următorul pas în comercializarea modulelor suprapuse cu calcogenură/siliciu este îmbunătățirea fiabilității tehnologiei și extinderea domeniului de dispozitive eficiente la dimensiunea completă a modulului, menținând în același timp performanța.
