Ny solenergiforskning från Arizona State University visar att kiselbaserade, tandem fotovoltaiska moduler, som omvandlar solljus till el med högre effektivitet än nuvarande moduler, kommer att bli alltmer attraktiv i USA

Ett papper som utforskar kostnaderna mot förbättrad effektivitet för en ny solteknik, med titeln "Teknikonomisk lönsamhet för kiselbaserade, tandem fotovoltaiska moduler i USA, "visas i Naturenergi Denna vecka. Papperet är författat av ASU Fulton Schools of Engineering, Biträdande forskningsprofessor Zhengshan J. Yu, Doktorand Joe V. Carpenter och biträdande professor Zachary Holman.

Energidepartementets SunShot-initiativ lanserades 2011 med målet att göra solenergin kostnadskonkurrenskraftig mot konventionella energikällor år 2020. Programmet uppnådde sitt mål på 0,06 dollar per kilowattimme tre år tidigt och ett nytt mål på 0,03 dollar per kilowattimme år 2030 har fastställts. Att öka effektiviteten för solcellsmoduler är en väg för att sänka kostnaden för solenergi till detta nya mål. Om den nås, målet förväntas tredubbla mängden solceller installerat i USA 2030 jämfört med scenariot som vanligt.

Men enligt Holman, "den dominerande befintliga tekniken - kisel - är mer än 90 procent av vägen till dess teoretiska effektivitetsgräns, "ökar behovet av att utforska ny teknik. Effektivare teknik kommer utan tvekan att bli dyrare, dock, vilket fick Holman och medförfattare att fråga, "garanterar en fördubbling av moduleffektiviteten en fördubbling av kostnaden?"

Tandem -moduler staplar två, kompletterande fotovoltaiska material - till exempel en perovskit -solcell ovanpå en kiselsolcell - för att bäst använda hela spektrumet av färger som solen avger och överstiga effektiviteten för endera bestående solceller på egen hand. Studien var utformad för att avgöra hur mycket dyrare högeffektiva tandem solcellsmoduler kan vara och fortfarande konkurrera på den utvecklande solmarknaden.

Resultaten indikerar att på den förväntade solmarknaden för bostäder i USA 2020, 32 procent effektiva förväntade tandemmoduler kan kosta mer än tre gånger så mycket som projicerade 22 procent effektiva kiselmoduler och ändå producera el till samma kostnad. Denna premie, dock, är ett bästa scenario som antar energiutbytet, nedbrytningshastighet, livslängd och finansieringsvillkor för tandemmoduler liknar dem för kiselmoduler ensam. Studien erkänner också att kostnadspremievärdena varierar beroende på region.

"Vår tidigare studie definierar det tekniska landskapet för tandem; denna studie målar upp det ekonomiska landskapet för dessa framtida soltekniker som först nu skapas i laboratorier. Det berättar för forskare hur mycket pengar de får spendera för att inse de effektivitetsförbättringar som förväntas från tandem, "säger Yu.