Zlepšenie účinnosti modulov a rozširovanie výrobnej kapacity zohrávajú doplnkovú úlohu pri znižovaní nákladov na solárne moduly na báze halogenidov kovov, chalkogenidov a kremíka. Výskumníci z Národného laboratória pre obnoviteľnú energiu Ministerstva energetiky USA (Národné laboratórium pre obnoviteľnú energiu Ministerstva energetiky USA, NREL) poukázali na to, že: každý nákladový pákový efekt môže zohrávať podobnú úlohu v závislosti od schopnosti výrobcu rozšíriť a zlepšiť výkon modulu.
Väčšina fotovoltaických (FV) modulov vyrábaných dnes je založená na kremíkových solárnych článkoch s jedným prechodom a spárovaním kremíka s iným materiálom solárnych článkov (ako je napríklad halogenid kovu) za vzniku stohu chalkogenidov (MHP) môžu výrobcovia vytvoriť solárne moduly. Tieto dokážu premeniť viac slnečného žiarenia na elektrinu ako samotný kremík. Táto technológia stohovania je stále v počiatočnom štádiu a hľadá sa množstvo možností integrácie MHP s mnohými neznámymi, pokiaľ ide o náklady a výkon. Na vyriešenie tejto medzery výskumníci vytvorili model výrobných nákladov, ktorý využije existujúce zariadenia a laboratórne procesy dodávateľského reťazca na porovnanie rôznych možných prístupov vo veľkom meradle.
Výskumníci skúmali rôzne prístupy k výrobe skladaných modulov a porovnali citlivosť výrobných nákladov na materiály použité na ich výrobu, počet vrstiev zariadení, náklady na výrobu zariadení, umiestnenie továrne a ďalšie faktory. Zistili, že faktory, ktoré mali najväčší vplyv na výrobné náklady, boli priepustnosť továrne a efektívnosť modulov.
„Jedna z otázok, na ktorú tento článok odpovedá, je: aká je hodnota tejto účinnosti?“ povedal Jacob Cordell, hlavný autor článku „Technoekonomická analýza perovskitovo-kremíkových tandemových solárnych modulov“, publikovaného v časopise Joule. „Kľúčovým poznatkom je, že 2,5 % absolútny nárast účinnosti modulov poskytuje rovnaké zníženie nákladov na jednotku kapacity ako zdvojnásobenie veľkosti elektrárne.“
Pomocou teraz verejne dostupného modelu podrobnej analýzy nákladov (DCAM) boli výskumníci schopní otestovať rôzne scenáre vrátane umiestnenia závodov v rôznych častiach sveta a rôznych typov výrobných stimulov. Pomocou tohto modelu môžu spoločnosti a výskumníci použiť túto základnú líniu na preskúmanie toho, ako rôzne procesy a materiály ovplyvňujú náklady. Model sa nezaoberá energetickou produktivitou ani životnosťou týchto modulov, ktoré sú aktívnymi oblasťami výskumu.
Výskumníci porovnali účinnosť a výrobné výnosy, vychádzajúc zo základného modelu výrobcu modulov s 25-percentnou účinnosťou a ročnou výrobnou kapacitou 3 gigawatty v USA, aby zistili, ako sa náklady na moduly menia so zvyšujúcim sa množstvom vyrobenej energie. „Toto demonštruje silu výskumu pri zlepšovaní účinnosti zariadení a znižovaní nákladov na watt modulov,“ povedal Cordell.
Článok v časopise, ktorého autormi sú Michael Woodhouse a Emily Warren, poznamenáva, že účinnosť modulov je dynamickou premennou pri predpovedaní nákladov na stohované moduly, pretože mnoho ďalších premenných sa zmenilo a bude sa naďalej meniť, aby bolo možné dosiahnuť úrovne účinnosti a odolnosti potrebné pre komerčne životaschopnú fotovoltaiku. Stohované moduly musia mať účinnosť aspoň 25 %, aby boli cenovo konkurencieschopné a mohli sa používať s inými solárnymi technológiami. Ďalším krokom v komercializácii stohovaných modulov z chalkogenidov/kremíka je zlepšenie spoľahlivosti technológie a rozšírenie oblasti účinných zariadení na plnú veľkosť modulu pri zachovaní výkonu.
