Wydajność modułów fotowoltaicznych może przekroczyć 35% do 2050 r

Międzynarodowy zespół badawczy złożony z wiodących instytucji i firm zajmujących się fotowoltaiką zidentyfikował najważniejsze trendy badawczo-rozwojowe dla tak zwanej nowej ery fotowoltaiki wielo-terawatowej.

Wszyscy członkowie grupy wzięli udział w 4. warsztatach Terawatt, jednym z serii-międzynarodowych warsztatów fotowoltaicznych wysokiego szczebla prowadzonych przez niemiecki Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE), Narodowe Laboratorium Gór Skalistych Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych oraz japońską zaawansowaną naukę i technologię przemysłową (AIST).

W swoim nowym artykule „Historical and future learning for the new era of multi{0}}terawatt photovoltaics”, opublikowanym niedawno w Nature Energy, grupa przewiduje ciągłą poprawę cen, wydajności i niezawodności fotowoltaiki, przy jednoczesnym zwiększaniu uwagi na wykorzystanie zasobów, emisję i recykling w przyszłych projektach i produkcji.

„Efektywność modułów słonecznych w przypadku konstrukcji tandemowych może do 2050 r. przekroczyć 35%” – powiedział Andreas Bett, dyrektor Fraunhofer ISE, w wywiadzie dla magazynu pv. Dodał, że wydajność ogniw może przekroczyć 36% przy niższych niż obecnie stratach między ogniwami a modułem. „Do końca pierwszej połowy tego stulecia ceny modułów fotowoltaicznych mogą spaść dwukrotnie”.

Bett powiedział, że zarówno wyższa wydajność, jak i niższe koszty będą miały kluczowe znaczenie dla transformacji energetyki, ale jego zdaniem ważniejszym czynnikiem jest efektywność. „Wyższa wydajność oznacza mniej materiałów i mniej terenu potrzebnego do instalacji fotowoltaicznych, co poprawia zrównoważony rozwój i zmniejsza ogólne koszty systemu” – powiedział, dodając, że żywotność modułów fotowoltaicznych „z pewnością” przekroczy 40 lat.

Naukowcy podkreślili, że branża fotowoltaiczna konsekwentnie przekracza wcześniejsze prognozy dotyczące kosztów modułów, wydajności i integracji. Oczekuje się, że innowacje w architekturze tandemowej i produkcji technologii fotowoltaicznych, takie jak krzem krystaliczny (c-Si), tellurek kadmu (CdTe) oraz miedź, ind, gal i diselenek (CIGS), mogą i powinny umożliwić nowym graczom wejście na rynek, tworząc bardziej globalnie zróżnicowany łańcuch dostaw ogniw i modułów.

Wyjaśnili również, że nowe tandemowe technologie fotowoltaiczne będą musiały jasno definiować wydajność, zapewniać przewidywalną moc wyjściową, wykrywać wczesne awarie i zarządzać nieznanym ryzykiem degradacji, przy czym to ostatnie stanowi wyzwanie także dla obecnych modułów Si i ma kluczowe znaczenie dla pojawiających się technologii opartych na perowskicie-.

Z badania wynika, że ​​globalna moc produkcyjna energii słonecznej może osiągnąć około 3 TW do 2050 r. i podkreśla, że ​​uczenie się-oparte na zrównoważonym rozwoju już obniżyło koszty i będzie coraz ważniejsze dla branży fotowoltaicznej w celu zabezpieczenia zasobów niezbędnych do przyszłego wzrostu.

„Tematy przyszłych spotkań społeczności fotowoltaicznej, takich jak 4. warsztaty Terawatt, które ukształtowały tę Perspektywę, mogą zmienić się na zajmowanie się systemami i potrzebami-użytkowników końcowych” – podsumowali naukowcy. „Inwestycje, produkcja i adopcja dzisiaj przyniosą jutro globalne korzyści transformacyjne w postaci wzrostu gospodarczego, produktywności, tworzenia miejsc pracy oraz zmniejszenia zanieczyszczenia i ubóstwa”.

W skład grupy badawczej wchodzili naukowcy z niemieckiej firmy Forschungszentrum Jülich GmbH, japońskiego producenta szkła solarnego AGC Inc, fińskiego uniwersytetu LUT, chińskiego Instytutu Technologii Słonecznej na Jangcy, brytyjskiego specjalisty od perowskitów w dziedzinie energii słonecznej Oxford Photovoltaics Ltd, chińskiego producenta modułów Trina Solar, saudyjskiego centrum KAUST Solar Center, Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego Króla Abdullaha (KAUST), Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW) w Australii, USA między innymi producent cienkiej-folii First Solar, japoński Narodowy Instytut Zaawansowanej Nauki i Technologii Przemysłowej (NEDO) oraz-singapurski producent fotowoltaiki Maxeon.