Plej multaj sunpaneloj kovrantaj la tegmentojn, kampojn kaj dezertojn de la mondo hodiaŭ dividas la saman ingrediencon: kristala silicio.La materialo, farita el kruda polisilicio, estas formita en oblatojn kaj kabligita en sunĉelojn, aparatojn kiuj konvertas sunlumon en elektron.Lastatempe, la dependeco de la industrio de ĉi tiu eksterordinara teknologio fariĝis ia respondeco.Provizoĉenoj proplempunktojmalrapidiĝasnovaj sunaj instalaĵoj tutmonde.Gravaj polisiliciaj provizantoj en la regiono de Ŝinĝjango de Ĉinio —akuzita je uzado de punlaboro de ujguroj— alfrontas usonajn komercajn sankciojn.
Feliĉe, kristala silicio ne estas la sola materialo, kiu povas helpi utiligi la energion de la suno.En Usono, sciencistoj kaj fabrikistoj laboras por pligrandigi produktadon de kadmia telurida suna teknologio.Kadmiotelurido estas speco de "maldika filmo" sunĉelo, kaj, kiel tiu nomo sugestas, ĝi estas multe pli maldika ol tradicia silicia ĉelo.Hodiaŭ, paneloj uzantaj kadmioteluridonprovizas ĉirkaŭ 40 procentojnde la usona utilskala merkato, kaj ĉirkaŭ 5 procentoj de la tutmonda suna merkato.Kaj ili profitas de la kontraŭventoj alfrontantaj la pli larĝan sunindustrion.
"Ĝi estas tre volatila tempo, precipe por la kristala silicio provizoĉeno ĝenerale," diris Kelsey Goss, suna esplora analizisto por la energikonsiladgrupo Wood Mackenzie."Estas granda potencialo por fabrikantoj de kadmio-telurido preni pli da merkatparto en la venonta jaro."Precipe, ŝi notis, ĉar la kadmio-telurida sektoro jam pligrandiĝas.
En junio, la suna fabrikanto First Solar diris, ke ĝi farosinvestu $680 milionojnen tria suna fabriko de kadmiotelurido en nordokcidenta Ohio.Kiam la instalaĵo estos finita, en 2025, la firmao povos produkti 6 gigavatojn da sunaj paneloj en la areo.Tio sufiĉas por funkciigi ĉirkaŭ 1 milionon da usonaj hejmoj.Alia suna firmao bazita en Ohio, Toledo Solar, ĵus eniris la merkaton kaj faras kadmiajn teluridajn panelojn por loĝtegmentoj.Kaj en junio, la Usona Departemento pri Energio kaj ĝia Nacia Laboratorio pri Renoviĝanta Energio, aŭ NREL,lanĉis programon de 20 milionoj USDakceli esploradon kaj kreskigi la provizoĉenon por kadmiotelurido.Unu el la celoj de la programo estas helpi izoli la usonan sunan merkaton de tutmondaj provizlimoj.
Esploristoj ĉe NREL kaj First Solar, antaŭe nomita Solar Cell Inc., laboris kune ekde la fruaj 1990-aj jaroj por disvolviteknologio de kadmio telurido.Kadmio kaj telurido estas kromproduktoj de fandado de zinkaj ercoj kaj rafinado de kupro, respektive.Dum siliciaj oblatoj estas kabligitaj kune por fari ĉelojn, kadmio kaj telurido estas aplikataj kiel maldika tavolo - proksimume unu dekonon de la diametro de homa hararo - al vitrofenestro, kune kun aliaj elektrokondukaj materialoj.First Solar, nun la plej granda fabrikanto de maldika filmo en la mondo, liveris panelojn por sunaj instalaĵoj en 45 landoj.
La teknologio havas certajn avantaĝojn super kristala silicio, diris NREL-sciencisto Lorelle Mansfield.Ekzemple, la maldika filmprocezo postulas pli malmultajn materialojn ol la oblat-bazita aliro.Maldika filmteknologio ankaŭ taŭgas por uzo en flekseblaj paneloj, kiel tiuj, kiuj kovras dorsosakojn aŭ virabelojn aŭ estas integritaj en konstruaĵfasadojn kaj fenestrojn.Grave, la maldikaj filmaj paneloj funkcias pli bone en varmaj temperaturoj, dum siliciaj paneloj povas trovarmiĝi kaj fariĝi malpli efikaj ĉe generado de elektro, ŝi diris.
Sed kristala silicio havas la superecon en aliaj areoj, kiel ilia meza efikeco - tio signifas la procenton de sunlumo kiun paneloj sorbas kaj transformas en elektron.Historie, siliciaj paneloj havis pli altajn efikecojn ol kadmia telurida teknologio, kvankam la interspaco mallarĝiĝas. La hodiaŭaj industrie produktitaj siliciaj paneloj povas atingi efikecojn de18 ĝis 22 procentoj, dum First Solar raportis averaĝan efikecon de 18 procentoj por siaj plej novaj komercaj paneloj.
Tamen, la ĉefa kialo kial silicio dominis la tutmondan merkaton estas relative simpla."Ĉio dependas de la kosto," diris Goss."La suna merkato tendencas esti tre movita de la plej malmultekosta teknologio."
Kristala silicio kostas ĉirkaŭ $ 0,24 ĝis $ 0,25 por produkti ĉiun vaton da suna energio, kiu estas malpli ol aliaj defiantoj, ŝi diris.First Solar diris, ke ĝi ne plu raportas la koston por vato por produkti ĝiajn kadmiajn teluridajn panelojn, nur ke kostoj "signife malpliiĝis" ekde 2015 - kiam la kompanio.raportitaj kostoj de 0,46 USD per vato— kaj daŭre malpliiĝas ĉiujare.Estas kelkaj kialoj por relativa malmultekosta silicio.La krudmaterialo polisilicio, kiu ankaŭ estas uzata en komputiloj kaj saĝtelefonoj, estas pli vaste havebla kaj malmultekosta ol provizoj de kadmio kaj telurido.Ĉar fabrikoj por siliciaj paneloj kaj rilataj komponantoj kreskis, la totalaj kostoj de fabrikado kaj instalado de la teknologio malpliiĝis.La ĉina registaro ankaŭ pezesubtenataj kaj subvenciitajla landa silicia suna sektoro — tiom keĉirkaŭ 80 procentojde la monda provizoĉeno de suna fabrikado nun trairas Ĉinion.
Falantaj panelkostoj pelis la tutmondan sunan eksplodon.Dum la lasta jardeko, la totala instalita suna kapacito de la mondo vidis preskaŭ dekoble pliiĝon, de proksimume 74,000 megavatoj en 2011 ĝis preskaŭ 714,000 megavatoj en 2020,laŭla Internacia Agentejo pri Renoviĝanta Energio.Usono okupas ĉirkaŭ unu seponon de la tuta mondo, kaj suna estas nununu el la plej grandaj fontojde nova elektra kapacito instalita en Usono ĉiujare.
La kosto per vato de kadmiotelurido kaj aliaj maldikaj filmteknologioj estas simile atendita ŝrumpi dum fabrikado disetendiĝas.(Unue Suna diraske kiam ĝia nova Ohio-instalaĵo malfermiĝas, la firmao liveros la plej malaltan koston je vato sur la tuta suna merkato.) Sed kosto ne estas la nura metriko kiu gravas, kiel la nunaj provizoĉenproblemoj kaj laborzorgoj de la industrio evidentigas.
Mark Widmar, Ĉefoficisto de First Solar, diris, ke la planita ekspansio de 680 milionoj da dolaroj de la kompanio estas parto de pli granda klopodo por konstrui memprovizan provizoĉenon kaj "malkunligi" la usonan sunindustrion de Ĉinio.Kvankam paneloj de kadmio-telurido ne uzas ajnan polisilicon, First Solar sentis aliajn defiojn alfrontantajn la industrion, kiel pandemio-induktitajn postrestiĝojn en la mara ekspedindustrio.En aprilo, First Solar diris al investantoj, ke obstrukciĝo ĉe amerikaj havenoj retenas panelajn sendojn de ĝiaj instalaĵoj en Azio.Pliigi usonan produktadon permesos al la kompanio uzi vojojn kaj fervojojn por ekspedi ĝiajn panelojn, ne kargoŝipojn, diris Widmar.Kaj la ekzistanta recikladprogramo de la firmao por ĝiaj sunpaneloj permesas al ĝi multfoje reuzi materialojn, plu reduktante ĝian dependecon de eksterlandaj provizoĉenoj kaj krudmaterialoj.
Dum First Solar produktas panelojn, sciencistoj ĉe la firmao kaj NREL daŭre testas kaj plibonigas kadmian teluridan teknologion.En 2019, la partnerojevoluigis novan alirontio implikas "dopi" la maldikfilmajn materialojn kun kupro kaj kloro por atingi eĉ pli altajn efikecojn.Komence de ĉi tiu monato, NRELanoncis la rezultojnde 25-jara kampotesto ĉe ĝia subĉiela instalaĵo en Golden, Kolorado.12-panela aro de kadmiaj teluridaj paneloj funkciis je 88 procentoj de sia originala efikeco, forta rezulto por panelo, kiu sidas ekstere dum pli ol du jardekoj.La degenero "konformas al tio, kion faras siliciaj sistemoj", laŭ la eldono de NREL.
Mansfield, la NREL-sciencisto, diris, ke la celo ne estas anstataŭigi kristalan silicion per kadmiotelurido aŭ establi unu teknologion kiel pli alta ol la alia."Mi pensas, ke ekzistas loko por ĉiuj en la merkato, kaj ili ĉiu havas siajn aplikojn," ŝi diris."Ni volas, ke ĉiu energio iru al renovigeblaj fontoj, do ni vere bezonas ĉiujn ĉi tiujn malsamajn specojn de teknologio por renkonti tiun defion."
Afiŝtempo: Sep-17-2021