211service.com
Första Solars celler slår effektivitetsrekord
För att driva framåt i kapplöpningen om högeffektiva solceller, säger First Solar att det har konverterat 22,1 procent av energin i solljus till elektricitet med hjälp av experimentella celler gjorda av kadmiumtellurid – en teknik som idag representerar cirka 5 procent av den världsomspännande solenergimarknaden. Företagets kommersiella serie av solceller har nått en energiomvandlingseffektivitet på 16,4 procent.
Den teoretiska effektivitetsgränsen för kadmiumtelluridceller är över 30 procent – betydligt högre än för konventionellt kisel. (Dagens kiselbaserade solpaneler har verkningsgrader mellan 16 och 18 procent; deras teoretiska gräns tros ligga långt under 30 procent.) First Solar, som är den enda större tillverkaren av kadmiumtellurid solpaneler kvar i USA, är arbetar för att föra kommersiella solpaneler närmare den gränsen. Klyftan mellan det som är teoretiskt möjligt och det som finns där ute idag har varit ganska stort, säger Raffi Garabedian, First Solars tekniska chef. Vi täpper till det gapet i en rasande takt.
Solpaneler tillverkade med kadmiumtellurid kan vara betydligt effektivare än konventionella kiselbaserade paneler.
Ett hinder för att stänga gapet är den maximala tillgängliga spänningen från kadmiumtelluridceller. Maximal spänning korrelerar direkt med effektivitet. I decennier har forskare inte kunnat bryta en-voltsbarriären, men forskare från National Renewable Energy Laboratory och Washington State sa i en tidning publicerad 29 februari i Naturenergi att de har överskridit den gränsen .
Konventionella kiselsolceller står för mer än 90 procent av solenergimarknaden idag, men de är relativt dyra att tillverka. Kadmiumtelluride, en tunnfilmsteknologi, erbjuder förbättrad prestanda genom att den fungerar nära sin maximala effektivitet, särskilt i varma, fuktiga förhållanden. Även om tunnfilmsceller till synes är billigare att tillverka, har deras effektivitet släpat efter den för konventionella. Ändå har de visat mer förbättring. Monokristallint kisel är guldstandarden, vad gäller effektivitet, för dagens solenergi, säger Garabedian, men rekordet för den mest effektiva kommersiellt tillgängliga produkten sattes 1999, på cirka 25 procent, och det finns fortfarande kvar. Under samma tidsram har [kadmiumtellurid] förbättrats med stor marginal.
Kelvin Lynn, från Washington State University, ledde ett team som bröt igenom den långvariga envoltsbarriären för maximal spänning från en kadmiumtelluridcell.
Men kadmiumtelluridtillverkare har haft det svårt de senaste åren. 2013 förvärvade First Solar GE:s teknologi efter att GE avbröt planerna för en fabrik på 300 miljoner dollar i Colorado. Ett antal andra tillverkare har lanserats och misslyckats, inklusive Abound Solar, en Colorado-baserad startup som fick en lånegaranti på 400 miljoner dollar från den federala regeringen och sedan ansökte om konkurs 2012 .
First Solar koncentrerar sig på solenergimarknaden snarare än takinstallationer för solenergi, där behovet av högeffektiva paneler hittills har dikterat behovet av kiselbaserade celler. Företaget har utvecklat några av de största solenergiparkerna i världen, inklusive Topas och Ökensolljus projekt, i Kalifornien, som vart och ett har en kapacitet på 550 megawatt.
Eftersom kadmiumtellurid är en tunnfilmsteknik kräver den mindre material för att producera en jämförbar mängd elektricitet än konventionell kiselteknik. Tillverkningsprocessen är också enklare. Det borde i princip leda till lägre kostnader för den producerade elen. I praktiken är det inte alltid fallet; enligt GTM Research , kommer kostnaden per watt för kristallina kiselpaneler att sjunka till $0,36 per watt nästa år. Under 2013 (senaste gången företaget släppte produktionskostnadssiffror) sa First Solar dess kostnad per watt hade nått $0,57 .
Bortsett från kostnadsjämförelser, Wall Street är hausse på företagets utsikter: dess aktiekurs har stigit med 68 procent under de senaste fem månaderna.
Branschen är inne i en omvälvande period, säger Garabedian. Vi är fortfarande mycket oroade över solenergiindustrins cykliska natur och över att fastna i överkapacitet. Vi kommer att fortsätta att förbättra den här tekniken och se vad framtiden för med sig.