Umume panel surya sing nutupi atap, sawah, lan ara-ara samun ing donya saiki duwe bahan sing padha: silikon kristal.Bahan kasebut, digawe saka polysilicon mentah, dibentuk dadi wafer lan disambungake menyang sel surya, piranti sing ngowahi sinar matahari dadi listrik.Bubar, katergantungan industri ing teknologi tunggal iki wis dadi tanggung jawab.Kemacetan rantai pasokanlagi alon-alonpanginstalan solar anyar donya.Pemasok polysilicon utama ing wilayah Xinjiang China -dituduh nggunakake tenaga kerja paksa saka Uighur- ngadhepi sanksi perdagangan AS.
Begjanipun, silikon kristal dudu siji-sijine bahan sing bisa mbantu nggunakake energi srengenge.Ing Amerika Serikat, para ilmuwan lan pabrikan ngupaya nggedhekake produksi teknologi solar cadmium telluride.Kadmium telluride minangka jinis sel surya "film tipis", lan, kaya jeneng kasebut, luwih tipis tinimbang sel silikon tradisional.Saiki, panel nggunakake telluride kadmiumpasokan babagan 40 persensaka pasar skala sarana AS, lan udakara 5 persen pasar solar global.Lan padha entuk manfaat saka headwinds ngadhepi industri solar sing luwih jembar.
"Iki wektu banget molah malih, utamané kanggo chain sumber silikon kristal ing umum," ngandika Kelsey Goss, analis riset solar kanggo grup konsultasi energi Wood Mackenzie."Ana potensial gedhe kanggo produsen telluride kadmium kanggo njupuk pangsa pasar luwih akeh ing taun ngarep."Utamane, dheweke nyathet, amarga sektor telluride kadmium wis mundhak.
Ing wulan Juni, pabrikan solar First Solar ujar manawa bakalnandur modal $ 680 mayuta-yutaing pabrik solar kadmium telluride katelu ing Ohio barat laut.Nalika fasilitas kasebut rampung, ing taun 2025, perusahaan bakal bisa nggawe panel surya 6 gigawatt ing wilayah kasebut.Iku cukup kanggo nguwasani udakara 1 yuta omah Amerika.Perusahaan solar liyane sing berbasis ing Ohio, Toledo Solar, bubar mlebu pasar lan nggawe panel telluride kadmium kanggo atap omah.Lan ing wulan Juni, Departemen Energi AS lan Laboratorium Energi Terbarukan Nasional, utawa NREL,ngluncurake program $ 20 yutakanggo nyepetake riset lan ngembangake rantai pasokan kanggo telluride kadmium.Salah sawijining tujuan program kasebut yaiku mbantu ngisolasi pasar solar AS saka kendala pasokan global.
Peneliti ing NREL lan First Solar, sing sadurunge disebut Solar Cell Inc., wis kerja bareng wiwit awal 1990-an kanggo ngembangake.teknologi kadmium telluride.Kadmium lan telluride minangka produk sampingan saka peleburan bijih seng lan nyaring tembaga.Nalika wafer silikon disambungake kanggo nggawe sel, kadmium lan telluride ditrapake minangka lapisan tipis - kira-kira sepersepuluh diameter rambut manungsa - menyang panel kaca, bebarengan karo bahan penggerak listrik liyane.First Solar, saiki produsen film tipis paling gedhe ing donya, wis nyedhiyakake panel kanggo instalasi solar ing 45 negara.
Teknologi kasebut nduweni kaluwihan tartamtu tinimbang silikon kristal, ujare ilmuwan NREL Lorelle Mansfield.Contone, proses film tipis mbutuhake bahan sing luwih sithik tinimbang pendekatan berbasis wafer.Teknologi film tipis uga cocog kanggo digunakake ing panel fleksibel, kayata sing nutupi tas ransel utawa drone utawa digabungake menyang fasad bangunan lan jendhela.Sing penting, panel film tipis luwih apik ing suhu panas, dene panel silikon bisa dadi panas banget lan dadi kurang efisien kanggo ngasilake listrik, ujare.
Nanging silikon kristal duwe tangan ndhuwur ing wilayah liyane, kayata efisiensi rata-rata - tegese persentase sinar matahari sing diserap lan diowahi dadi listrik.Sacara historis, panel silikon nduweni efisiensi sing luwih dhuwur tinimbang teknologi telluride kadmium, sanajan celah kasebut saya sempit. Panel silikon sing diprodhuksi industri saiki bisa entuk efisiensi18 nganti 22 persen, nalika First Solar wis nglaporake efisiensi rata-rata 18 persen kanggo panel komersial paling anyar.
Isih, alesan utama silikon wis ndominasi pasar global cukup prasaja."Kabeh dadi biaya," ujare Goss."Pasar solar cenderung banget didorong dening teknologi sing paling murah."
Silikon kristal regane kira-kira $0.24 nganti $0.25 kanggo ngasilake saben watt tenaga surya, sing luwih murah tinimbang pesaing liyane, ujare.First Solar ujar manawa ora ana maneh nglaporake biaya-per-watt kanggo ngasilake panel telluride kadmium, mung biaya kasebut "nolak sacara signifikan" wiwit 2015 - nalika perusahaanbiaya kacarita $ 0,46 saben watt- lan terus mudhun saben taun.Ana sawetara alasan kanggo murah relatif silikon.Polysilicon bahan mentah, sing uga digunakake ing komputer lan smartphone, luwih akeh kasedhiya lan murah tinimbang pasokan kadmium lan telluride.Amarga pabrik-pabrik panel silikon lan komponen sing gegandhengan saya mundhak, biaya sakabèhé kanggo nggawe lan nginstal teknologi wis suda.Pamrentah China uga akeh bangetdidhukung lan disubsidisektor solar silikon negara - dadi luwihbab 80 persenchain sumber Manufaktur solar donya saiki mlaku liwat China.
Mudhun biaya panel wis mimpin boom solar global.Ing dasawarsa pungkasan, total kapasitas solar sing diinstal ing donya wis mundhak meh sepuluh tikel, saka udakara 74.000 megawatt ing taun 2011 dadi meh 714.000 megawatt ing taun 2020.miturutBadan Energi Terbarukan Internasional.Amerika Serikat nyathet kira-kira siji-kapitu saka total donya, lan solar saikisalah siji sumber paling gedhekapasitas listrik anyar sing dipasang ing AS saben taun.
Biaya saben watt kadmium telluride lan teknologi film tipis liyane uga bakal nyusut nalika manufaktur berkembang.(First Solar ngandikayen nalika fasilitas Ohio anyar mbukak, perusahaan bakal ngirim biaya paling saben watt ing kabeh pasar solar.) Nanging biaya ora mung metrik sing penting, minangka industri saiki masalah chain sumber lan uneg-uneg pegawe nggawe cetha.
Mark Widmar, CEO First Solar, ujar manawa ekspansi $ 680 yuta sing direncanakake perusahaan minangka bagean saka upaya sing luwih gedhe kanggo mbangun rantai pasokan sing cukup mandiri lan "decouple" industri solar AS saka China.Sanajan panel kadmium telluride ora nggunakake polysilicon, First Solar ngrasakake tantangan liyane sing diadhepi industri, kayata backlog sing disebabake pandemi ing industri pengiriman maritim.Ing wulan April, First Solar ngandhani para investor manawa kemacetan ing pelabuhan Amerika nahan kiriman panel saka fasilitas ing Asia.Nambah produksi AS bakal ngidini perusahaan nggunakake dalan lan sepur kanggo ngirim panel, dudu kapal kargo, ujare Widmar.Lan program daur ulang perusahaan sing wis ana kanggo panel surya ngidini kanggo nggunakake bahan maneh kaping pirang-pirang, luwih nyuda ketergantungan ing rantai pasokan lan bahan mentah manca.
Nalika First Solar nggawe panel, para ilmuwan ing perusahaan lan NREL terus nyoba lan nambah teknologi telluride kadmium.Ing 2019, mitrangembangaken pendekatan anyarsing melu "doping" bahan film tipis karo tembaga lan klorin kanggo entuk efisiensi sing luwih dhuwur.Awal sasi iki, NRELngumumake asilsaka tes lapangan 25 taun ing fasilitas ruangan ing Golden, Colorado.Panel kadmium telluride 12-panel beroperasi kanthi 88 persen saka efisiensi asline, asil sing kuat kanggo panel sing lungguh ing njaba luwih saka rong puluh taun.Degradasi "salaras karo apa sing ditindakake sistem silikon," miturut release NREL.
Mansfield, ilmuwan NREL, ujar manawa tujuane ora ngganti silikon kristal karo telluride kadmium utawa nggawe teknologi sing luwih unggul tinimbang liyane."Aku ana panggonan kanggo kabeh mau ing pasar, lan padha duwe aplikasi,"Dheweke ngandika."Kita pengin kabeh energi menyang sumber sing bisa dianyari, mula kita butuh kabeh jinis teknologi iki kanggo ngrampungake tantangan kasebut."
Wektu kirim: Sep-17-2021