Kaseueuran panél surya anu nutupan atap, sawah, sareng gurun sadunya ayeuna ngabagi bahan anu sami: silikon kristalin.Bahanna, didamel tina polysilicon atah, dibentuk janten wafer sareng kabel kana sél surya, alat anu ngarobih sinar panonpoé janten listrik.Anyar-anyar ieu, gumantungna industri kana téknologi tunggal ieu parantos janten tanggung jawab.bottlenecks ranté suplainuju slowing turunpamasangan surya anyar di sakuliah dunya.Pemasok polysilicon utama di daérah Xinjiang Cina -dituduh ngagunakeun tanaga gawé paksa ti Uyghur- keur nyanghareupan sanksi dagang AS.
Untungna, silikon kristalin sanés hiji-hijina bahan anu tiasa ngabantosan énergi panonpoé.Di Amérika Serikat, para ilmuwan sareng pabrik damel pikeun ngalegaan produksi téknologi surya cadmium telluride.Kadmium telluride mangrupikeun jinis sél surya "film ipis", sareng, sakumaha nami éta nunjukkeun, éta langkung ipis tibatan sél silikon tradisional.Kiwari, panels ngagunakeun telluride cadmiumsuplai ngeunaan 40 persentina pasar skala utiliti AS, sareng sakitar 5 persén pasar surya global.Jeung maranéhna nangtung kauntungan tina headwinds nyanghareup industri surya lega.
"Ieu waktos pisan volatile, utamana pikeun ranté suplai silikon kristalin sacara umum," ceuk Kelsey Goss, analis panalungtikan solar pikeun grup consultancy énergi Wood Mackenzie."Aya poténsi anu hadé pikeun produsén telluride cadmium nyandak langkung seueur pangsa pasar dina taun anu bakal datang."Utamana, anjeunna nyatet, saprak séktor telluride cadmium parantos ningkat.
Dina Juni, produsén surya First Solar ceuk eta bakalinvestasi $ 680 jutaandi pabrik surya cadmium telluride katilu di kalér-kuloneun Ohio.Nalika fasilitasna réngsé, dina taun 2025, perusahaan bakal tiasa ngadamel panél surya 6 gigawatt di daérah éta.Éta cekap pikeun ngawasa kira-kira 1 juta bumi Amérika.firma surya sejen basis Ohio, Toledo Solar, nembe diasupkeun kana pasar sarta nyieun panels telluride cadmium pikeun rooftops padumukan.Sareng dina bulan Juni, Departemen Énergi AS sareng Laboratorium Énergi Renewable Nasional, atanapi NREL,ngaluncurkeun program $ 20 jutapikeun ngagancangkeun panalungtikan sarta tumuwuh ranté suplai kadmium telluride.Salah sahiji tujuan program nyaéta ngabantosan ngasingkeun pasar surya AS tina keterbatasan pasokan global.
Panaliti di NREL sareng First Solar, anu sateuacana disebut Solar Cell Inc., parantos damel babarengan ti mimiti 1990-an pikeun ngembangkeuntéhnologi telluride kadmium.Kadmium sareng telluride masing-masing mangrupikeun hasil sampingan tina bijih séng lebur sareng pemurnian tambaga.Sedengkeun wafer silikon dihijikeun pikeun nyieun sél, kadmium jeung telluride diterapkeun salaku lapisan ipis - kira sapersapuluh tina diaméter bulu manusa - kana kaca kaca, babarengan jeung bahan-bahan konduktor listrik lianna.First Solar, ayeuna produsén pilem ipis panggedéna di dunya, parantos nyayogikeun panel pikeun pamasangan surya di 45 nagara.
Téknologi ieu ngagaduhan kaunggulan anu tangtu pikeun silikon kristalin, saur élmuwan NREL Lorelle Mansfield.Contona, prosés film ipis merlukeun bahan leuwih saeutik ti pendekatan dumasar-wafer.Téknologi pilem ipis ogé cocog pikeun dianggo dina panél anu fleksibel, sapertos anu nutupan ransel atanapi drone atanapi diintegrasikeun kana fasad wangunan sareng jandéla.Anu penting, panél pilem ipis langkung saé dina suhu panas, sedengkeun panél silikon tiasa panas teuing sareng janten kirang éfisién dina ngahasilkeun listrik, saur anjeunna.
Tapi silikon kristalin boga sisi luhur di wewengkon séjén, kayaning efisiensi rata maranéhanana - hartina persentase cahya panonpoé nu panels nyerep tur ngarobah kana listrik.Dina sajarahna, panél silikon ngagaduhan efisiensi anu langkung luhur tibatan téknologi telluride cadmium, sanaos jurangna sempit. Panel silikon anu diproduksi sacara industri ayeuna tiasa ngahontal efisiensi tina18 nepi ka 22 persen, Sedengkeun First Solar geus ngalaporkeun hiji efisiensi rata-rata 18 persén pikeun panels komérsial na newest.
Masih, alesan utama silikon ngadominasi pasar global kawilang saderhana."Éta sadayana turun kana biaya," saur Goss."Pasar surya condong didorong pisan ku téknologi anu paling murah."
Silikon kristalin hargana sakitar $0.24 dugi ka $0.25 pikeun ngahasilkeun unggal watt tanaga surya, anu kirang ti pesaing anu sanés, saur anjeunna.First Solar nyarios yén éta henteu deui ngalaporkeun biaya-per-watt pikeun ngahasilkeun panél telluride cadmium na, ngan éta biaya "nurun sacara signifikan" saprak 2015 - nalika perusahaandilaporkeun waragad $0,46 per watt- sarta terus turun unggal taun.Aya sababaraha alesan pikeun murahna relatif silikon.Bahan baku polysilicon, anu ogé dianggo dina komputer sareng smartphone, langkung seueur sayogi sareng murah tibatan suplai cadmium sareng telluride.Kusabab pabrik-pabrik panél silikon sareng komponén anu aya hubunganana parantos ningkat, biaya umum pikeun ngadamel sareng masang téknologi parantos turun.Pamaréntah Cina ogé beuratdidukung sareng disubsidiséktor surya silikon nagara urang - jadi loba kitungeunaan 80 persentina ranté suplai manufaktur surya di dunya ayeuna ngalir ngaliwatan Cina.
Biaya panel ragrag geus disetir booming surya global.Dina dasawarsa ka tukang, total kapasitas tanaga surya anu dipasang di dunya parantos ningkat ampir sapuluh kali lipat, tina sakitar 74,000 megawatt dina taun 2011 dugi ka ampir 714,000 megawatt dina taun 2020,numutkeun kanaBadan Énergi Renewable Internasional.Amérika Sarikat kira-kira hiji-katujuh tina total dunya, sareng surya ayeunasalah sahiji sumber pangbadagnakapasitas listrik anyar dipasang di AS unggal taun.
Biaya per watt of cadmium telluride sareng téknologi pilem ipis sanésna ogé diperkirakeun nyusut nalika manufaktur ngembang.(Mimitina Solar nyebutkeunyén nalika fasilitas Ohio anyar na dibuka, parusahaan bakal nganteurkeun biaya panghandapna per watt dina sakabéh pasar surya.) Tapi ongkos teu hijina métrik nu perkara, sakumaha isu ranté suplai industri urang ayeuna jeung masalah kuli nyieun jelas.
Mark Widmar, CEO First Solar, nyatakeun yén rencana ékspansi $ 680 juta perusahaan mangrupikeun bagian tina usaha anu langkung ageung pikeun ngawangun ranté pasokan mandiri sareng "decouple" industri surya AS ti China.Sanaos panel telluride cadmium henteu nganggo polysilicon naon waé, First Solar parantos ngaraosan tangtangan sanés anu disanghareupan ku industri, sapertos backlogs anu disababkeun ku pandémik dina industri pengiriman maritim.Dina April, First Solar nyarioskeun ka investor yén kamacetan di palabuhan Amérika nahan kiriman panel ti fasilitas na di Asia.Ngaronjatkeun produksi AS bakal ngamungkinkeun perusahaan nganggo jalan sareng karéta api pikeun ngirim panélna, sanés kapal kargo, saur Widmar.Sareng program daur ulang perusahaan anu tos aya pikeun panél surya na ngamungkinkeun éta ngagunakeun deui bahan sababaraha kali, teras ngirangan ngandelkeun kana ranté suplai sareng bahan baku asing.
Nalika First Solar ngaluarkeun panel, para ilmuwan di perusahaan sareng NREL terus nguji sareng ningkatkeun téknologi telluride cadmium.Dina 2019, mitrangembangkeun pendekatan anyarnu ngalibatkeun "doping" bahan pilem ipis jeung tambaga jeung klorin pikeun ngahontal efficiencies malah leuwih luhur.Awal bulan ieu, NRELngumumkeun hasiltina uji lapangan 25 taun di fasilitas luar na di Golden, Colorado.A 12-panel Asép Sunandar Sunarya ti panels telluride cadmium beroperasi dina 88 persén efisiensi aslina, hasil kuat pikeun panel nu diuk di luar salila leuwih dua puluh taun.Degradasi "saluyu sareng naon anu dilakukeun ku sistem silikon," dumasar kana sékrési NREL.
Mansfield, élmuwan NREL, nyatakeun yén tujuanana sanés ngagentos silikon kristalin sareng kadmium telluride atanapi ngadamel hiji téknologi langkung unggul tibatan anu sanés."Kuring pikir aya tempat pikeun sadayana di pasar, sareng masing-masing gaduh aplikasina," saur anjeunna."Kami hoyong sadaya énergi angkat ka sumber anu tiasa diperbaharui, janten urang peryogi sadayana jinis téknologi ieu pikeun nyumponan tangtangan éta."
waktos pos: Sep-17-2021