211service.com
Hur First Solar undviker industrins kaos
I ett lager i ett anonymt industridistrikt strax utanför motorväg 101, i Santa Clara, testar First Solar gränserna för solcellsteknik. Inne i utrymmet med vita väggar lägger maskiner kadmiumtellurid på skivor av superrent glas för att göra solpaneler. Den dagen jag besökte, i våras, hade platsen den tysta, intensiva luften av en operationssal på ett sjukhus.
Under de senaste tre åren har First Solar investerat kraftigt i sina FoU-anläggningar, inklusive Santa Clara-labbet. Medan dagens solenergimarknad domineras av celler gjorda av kisel, producerar First Solar tunnfilmsceller (som, som namnet antyder, är mindre tjocka och mer flexibla än konventionella kiselceller) som är gjorda av en förening av elementen kadmium och tellur. . Det Arizona-baserade företaget satsar på att celler gjorda av kadmiumtellurid kan vara mycket effektivare för att omvandla energi från solen till elektricitet.
Förra månaden sa First Solar att det har satt ett nytt effektivitetsrekord för kadmiumtelluridceller: enheter som producerats i dess forskningslabb omvandlade 22,1 procent av energin i solljus till elektricitet (se First Solar's Cells Break Efficiency Record ). På fältet har First Solars celler nått nästan 17 procent effektivitet, jämförbart med kiselbaserade solpaneler. Medan kisel traditionellt har varit mer effektivt än kadmiumtellurid, visar First Solars senaste resultat att dess celler snabbt överträffar kisel.
First Solars strävan att uppfinna framtiden för solenergi kommer mitt i turbulensen som har uppslukat många solenergiföretag i kölvattnet av SunEdisons kollaps (se Why Solar Giant SunEdison Might Be Doomed ). Trots att sista kvartalet 2015 var den bästa tremånadersperioden i branschens historia sett till installerade megawatt, och att kongressen i december förlängde investeringsskatteavdraget, som ger krediter värda 30 procent av värdet på installationer, aktier i stora solenergiutvecklare som Sunrun och SolarCity har tappat nästan hälften av sitt värde de senaste månaderna. First Solars aktie, däremot, steg med 17 procent efter att den rapporterade starka 2015-resultat i slutet av februari. Viktigare, till skillnad från de flesta av sina konkurrenter är First Solar lönsamt: företaget tjänade 546 miljoner dollar 2015 på nästan 3,6 miljarder dollar i intäkter.
First Solar grundades 1999 och är både en leverantör av solpaneler och en utvecklare av sina egna stora solenergiparker. Under det senaste decenniet, eftersom lågkostnadstillverkare i Kina har drivit ner kostnaden för råvarusolpaneler, har First Solar investerat mycket i sofistikerad och dyr cellteknik. Företaget spenderar cirka 4 procent av sina intäkter på forskning och utveckling, nästan dubbelt så mycket som genomsnittet för solenergibranschen.
Även när branschen har fokuserat på kiselbaserade solceller, som nu kontrollerar nära 95 procent av marknaden, har First Solar hållit fast vid kadmiumtellurid som grundmaterial för sin tunnfilmsteknologi. Och till skillnad från Solar City, som bygger en fabrik för 750 miljoner dollar för att tillverka kiselsolceller i Buffalo, koncentrerar sig First Solar på marknaden för solgårdar i allmännyttiga skala snarare än marknaden för bostadshus på taket.
Som diagrammet ovan visar har solceller av multikristallin kisel (som representerar cirka 80 procent av kiselmarknaden) stannat vid cirka 20 procents effektivitet för forskningsceller i labbet, vilket omvandlas till cirka 16 procent i fält. Tidigare den här månaden sa First Solar att dess celler skulle kunna nå 24 procents effektivitet inom två år och att dess paneler i verklig drift skulle kunna nå 19 procent på tre år. Kadiumtellurid är särskilt effektivt i varma, fuktiga regioner som USA:s sydöstra och södra Asien, där mycket av tillväxten på solenergimarknaden i allmännyttiga skala förväntas ske under de kommande åren.
Tunnfilmsceller är också lättare att tillverka. First Solars ångavsättningsprocess tar cirka tre och en halv timme att tillverka en solpanel, från ren glasplatta till färdig produkt. Att göra konventionella kiselpaneler kräver att kislet först gräddas i en högtemperaturugn och det kan ta mer än två dagar från början till slut. Med fokus på effektivitetsförbättringar och tillverkningsinnovationer har First Solar lyckats där andra tillverkare av kadmiumtellurid solpaneler har misslyckats. 2013 förvärvade First Solar GE:s teknologi efter att GE avbröt planerna för en fabrik på 300 miljoner dollar i Colorado.
Guggenheim Securities forskningsanalytiker Sophie Karp uppskattar att kiselpaneler kostar från 69 till 80 cent per watt att tillverka; tunnfilmskadmiumtellurid kostar från 60 till 70 cent. Det betyder att det för First Solar finns en enkel beräkning: effektivare paneler tillverkade till lägre kostnad än dess konventionella konkurrenter.