Pupọ awọn panẹli ti oorun ti o bo awọn oke oke agbaye, awọn aaye, ati awọn aginju loni pin eroja kanna: silikoni okuta.Ohun elo naa, ti a ṣe lati polysilicon aise, jẹ apẹrẹ si awọn wafers ati ti firanṣẹ sinu awọn sẹẹli oorun, awọn ẹrọ ti o yi imọlẹ oorun pada si ina.Laipẹ, igbẹkẹle ile-iṣẹ lori imọ-ẹrọ ẹyọkan ti di nkan ti layabiliti kan.Ipese pq bottlenecksti wa ni slowing mọlẹtitun oorun awọn fifi sori ẹrọ agbaye.Awọn olupese polysilicon pataki ni agbegbe Xinjiang ti China -ti a fi ẹsun nipa lilo iṣẹ ti a fi agbara mu lati ọdọ Uyghurs- ti nkọju si awọn ijẹniniya iṣowo AMẸRIKA.
O da, ohun alumọni crystalline kii ṣe ohun elo nikan ti o le ṣe iranlọwọ ijanu agbara oorun.Ni Orilẹ Amẹrika, awọn onimo ijinlẹ sayensi ati awọn aṣelọpọ n ṣiṣẹ lati faagun iṣelọpọ ti cadmium telluride imọ-ẹrọ oorun.Cadmium telluride jẹ iru “fiimu tinrin” sẹẹli oorun, ati pe, gẹgẹ bi orukọ yẹn ṣe daba, o kere pupọ ju sẹẹli ohun alumọni ti aṣa lọ.Loni, awọn paneli lilo cadmium tellurideipese nipa 40 ogorunti ọja IwUlO AMẸRIKA, ati nipa 5 ida ọgọrun ti ọja oorun agbaye.Ati pe wọn duro lati ni anfani lati ori afẹfẹ ti nkọju si ile-iṣẹ oorun ti o gbooro.
“O jẹ akoko iyipada pupọ, ni pataki fun pq ipese ohun alumọni kirisita ni gbogbogbo,” Kelsey Goss sọ, oluyanju iwadii oorun fun ẹgbẹ ijumọsọrọ agbara Wood Mackenzie.“Agbara nla wa fun awọn aṣelọpọ cadmium telluride lati gba ipin ọja diẹ sii ni ọdun to n bọ.”Ni pataki, o ṣe akiyesi, niwọn igba ti eka cadmium telluride ti n pọ si tẹlẹ.
Ni Oṣu Karun, olupese ti oorun akọkọ Solar sọ pe yoonawo $ 680 milionuni ile-iṣẹ oorun ti cadmium telluride kẹta ni ariwa iwọ-oorun Ohio.Nigbati ohun elo naa ba ti pari, ni ọdun 2025, ile-iṣẹ yoo ni anfani lati ṣe iye awọn panẹli oorun 6 gigawatts ni agbegbe naa.Iyẹn ti to lati fi agbara ni aijọju awọn ile Amẹrika 1 milionu.Ile-iṣẹ oorun ti o da lori Ohio miiran, Toledo Solar, laipẹ wọ ọja ati pe o n ṣe awọn panẹli cadmium telluride fun awọn oke ile ibugbe.Ati ni Oṣu Karun, Ẹka Agbara AMẸRIKA ati Ile-iṣẹ Agbara Isọdọtun ti Orilẹ-ede, tabi NREL,se igbekale $20 million etolati mu yara iwadi ati dagba pq ipese fun cadmium telluride.Ọkan ninu awọn ibi-afẹde ti eto naa ni lati ṣe iranlọwọ idabobo ọja oorun AMẸRIKA lati awọn idiwọ ipese agbaye.
Awọn oniwadi ni NREL ati First Solar, ti a pe tẹlẹ Solar Cell Inc., ti ṣiṣẹ papọ lati ibẹrẹ 1990s lati dagbasokecadmium telluride ọna ẹrọ.Cadmium ati telluride jẹ awọn ọja nipasẹ awọn ohun elo zinc ti n yo ati isọdọtun bàbà, lẹsẹsẹ.Lakoko ti awọn wafer silikoni ti wa ni ti firanṣẹ papọ lati ṣe awọn sẹẹli, cadmium ati telluride ni a lo bi iyẹfun tinrin - nipa idamẹwa ti iwọn ila opin ti irun eniyan - si pane ti gilasi, pẹlu awọn ohun elo imudani ina miiran.First Solar, ni bayi olupese fiimu tinrin ti o tobi julọ ni agbaye, ti pese awọn panẹli fun awọn fifi sori oorun ni awọn orilẹ-ede 45.
Imọ-ẹrọ naa ni awọn anfani kan lori ohun alumọni crystalline, onimọ-jinlẹ NREL Lorelle Mansfield sọ.Fun apẹẹrẹ, ilana fiimu tinrin nilo awọn ohun elo diẹ ju ọna ti o da lori wafer.Imọ-ẹrọ fiimu tinrin tun jẹ ibamu daradara fun lilo ninu awọn panẹli to rọ, bii awọn ti o bo awọn apoeyin tabi awọn drones tabi ti a ṣepọ si awọn facades ati awọn window.Ni pataki, awọn panẹli fiimu tinrin ṣe dara julọ ni awọn iwọn otutu ti o gbona, lakoko ti awọn panẹli ohun alumọni le gbona ati ki o dinku daradara ni jijẹ ina, o sọ.
Ṣugbọn ohun alumọni kirisita ni ọwọ oke ni awọn agbegbe miiran, gẹgẹbi ṣiṣe apapọ wọn - afipamo ipin ogorun ti oorun ti awọn panẹli fa ati yipada sinu ina.Itan-akọọlẹ, awọn panẹli ohun alumọni ti ni awọn iṣẹ ṣiṣe ti o ga ju imọ-ẹrọ cadmium telluride lọ, botilẹjẹpe aafo naa dinku.18 to 22 ogorun, nigba ti First Solar ti royin apapọ ṣiṣe ti 18 ogorun fun awọn panẹli iṣowo tuntun rẹ.
Sibẹsibẹ, idi akọkọ ti ohun alumọni ti jẹ gaba lori ọja agbaye jẹ irọrun rọrun."Gbogbo rẹ wa si iye owo," Goss sọ.“Ọja oorun n duro lati wa ni giga nipasẹ imọ-ẹrọ ti ko gbowolori.”
Ohun alumọni Crystalline idiyele nipa $ 0.24 si $ 0.25 lati ṣe agbejade watt kọọkan ti agbara oorun, eyiti o kere ju awọn oludije miiran lọ, o sọ.First Solar sọ pe ko tun ṣe ijabọ idiyele-fun-watt lati ṣe agbejade awọn panẹli cadmium telluride rẹ, nikan pe awọn idiyele “ti dinku ni pataki” lati ọdun 2015 - nigbati ile-iṣẹ naaroyin awọn idiyele 0.46 $ fun watt- ati tẹsiwaju lati lọ silẹ ni gbogbo ọdun.Awọn idi diẹ lo wa fun aiku ojulumo silikoni.Awọn ohun elo aise polysilicon, eyiti o tun lo ninu awọn kọnputa ati awọn fonutologbolori, wa ni ibigbogbo ati ilamẹjọ ju awọn ipese ti cadmium ati telluride lọ.Bii awọn ile-iṣelọpọ fun awọn panẹli ohun alumọni ati awọn paati ti o jọmọ ti pọ si, awọn idiyele gbogbogbo ti ṣiṣe ati fifi sori ẹrọ imọ-ẹrọ ti kọ.Ijọba Ilu Ṣaina tun ni iwuwoatilẹyin ati subsidizedawọn orilẹ-ede ile silikoni oorun aladani - ki Elo kinipa 80 ogorunti aye ká oorun ẹrọ ipese pq bayi nṣiṣẹ nipasẹ China.
Awọn idiyele nronu ti o ṣubu ti fa ariwo oorun agbaye.Ni ọdun mẹwa to kọja, apapọ agbara oorun ti a fi sori ẹrọ ni agbaye ti rii ilosoke ilọpo mẹwa, lati bii 74,000 megawatts ni ọdun 2011 si fẹrẹẹ 714,000 megawatts ni ọdun 2020,gẹgẹ biInternational Renewable Energy Agency.Orilẹ Amẹrika ṣe akọọlẹ fun bii ida keje ti apapọ agbaye, ati pe oorun ti wa ni bayiọkan ninu awọn ti o tobi orisunti agbara ina mọnamọna tuntun ti a fi sori ẹrọ ni AMẸRIKA ni gbogbo ọdun.
Iye idiyele fun watt ti cadmium telluride ati awọn imọ-ẹrọ fiimu tinrin miiran ni a nireti bakan naa lati dinku bi iṣelọpọ ti n gbooro.(First Solar wí pépe nigba ti ohun elo Ohio tuntun rẹ ṣii, ile-iṣẹ yoo pese idiyele ti o kere julọ fun watt lori gbogbo ọja oorun.) Ṣugbọn idiyele kii ṣe metric nikan ti o ṣe pataki, bi awọn ọran pq ipese lọwọlọwọ ti ile-iṣẹ ati awọn ifiyesi iṣẹ ṣe kedere.
Mark Widmar, CEO ti First Solar, wipe awọn ile-ile ngbero $680 million imugboroosi jẹ ara kan ti o tobi akitiyan lati kọ kan ara-to ipese pq ati “decouple” awọn US oorun ile ise lati China.Botilẹjẹpe awọn panẹli cadmium telluride ko lo eyikeyi polysilicon, First Solar ti ni imọlara awọn italaya miiran ti nkọju si ile-iṣẹ naa, bii awọn ẹhin ti o fa ajakaye-arun ni ile-iṣẹ gbigbe omi okun.Ni Oṣu Kẹrin, First Solar sọ fun awọn oludokoowo pe isunmọ ni awọn ebute oko oju omi Amẹrika n ṣe idaduro awọn gbigbe nronu lati awọn ohun elo rẹ ni Esia.Alekun iṣelọpọ AMẸRIKA yoo gba ile-iṣẹ laaye lati lo awọn opopona ati awọn oju opopona lati gbe awọn panẹli rẹ, kii ṣe awọn ọkọ oju-omi ẹru, Widmar sọ.Ati pe eto atunlo ile-iṣẹ ti o wa tẹlẹ fun awọn panẹli oorun rẹ jẹ ki o tun lo awọn ohun elo ni ọpọlọpọ igba, siwaju dinku igbẹkẹle rẹ lori awọn ẹwọn ipese ajeji ati awọn ohun elo aise.
Bi First Solar ṣe n jade awọn panẹli, awọn onimo ijinlẹ sayensi ni ile-iṣẹ mejeeji ati NREL tẹsiwaju lati ṣe idanwo ati ilọsiwaju imọ-ẹrọ cadmium telluride.Ni 2019, awọn alabaṣepọni idagbasoke titun kan onati o kan “doping” awọn ohun elo fiimu tinrin pẹlu bàbà ati chlorine lati ṣaṣeyọri awọn iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ paapaa.Ni ibẹrẹ oṣu yii, NRELkede awọn esiti 25-odun aaye igbeyewo ni awọn oniwe-ita gbangba apo ni Golden, United.Ipilẹ igbimọ 12 kan ti awọn panẹli telluride cadmium n ṣiṣẹ ni ida 88 ti iṣẹ ṣiṣe atilẹba rẹ, abajade to lagbara fun igbimọ kan ti o joko ni ita fun ọdun meji ọdun.Ibajẹ naa “wa ni ila pẹlu kini awọn ọna ṣiṣe silikoni ṣe,” ni ibamu si itusilẹ NREL.
Mansfield, onimọ-jinlẹ NREL, sọ pe ibi-afẹde kii ṣe lati rọpo ohun alumọni crystalline pẹlu cadmium telluride tabi fi idi imọ-ẹrọ kan mulẹ bi o ga ju ekeji lọ.“Mo ro pe aaye wa fun gbogbo wọn ni ọja, ati pe ọkọọkan wọn ni awọn ohun elo wọn,” o sọ."A fẹ ki gbogbo agbara lati lọ si awọn orisun isọdọtun, nitorinaa a nilo gbogbo awọn oriṣi imọ-ẹrọ wọnyi gaan lati pade ipenija yẹn.”
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹsan-17-2021