Il-biċċa l-kbira tal-pannelli solari li jkopru s-soqfa, l-għelieqi u d-deżerti tad-dinja llum jaqsmu l-istess ingredjent: is-silikon kristallin.Il-materjal, magħmul minn polysilicon mhux maħdum, huwa ffurmat f'wejfers u bil-fili f'ċelloli solari, apparat li jikkonvertu d-dawl tax-xemx f'elettriku.Riċentement, id-dipendenza tal-industrija fuq din it-teknoloġija singular saret xi ħaġa ta 'responsabbiltà.Konġestjonijiet fil-katina tal-provvistaqed jonqsuinstallazzjonijiet solari ġodda madwar id-dinja.Fornituri ewlenin tal-polysilicon fir-reġjun ta 'Xinjiang taċ-Ċina —akkużat li uża xogħol furzat mill-Uyghurs— qed jiffaċċjaw sanzjonijiet kummerċjali tal-Istati Uniti.
Fortunatament, is-silikon kristallin mhuwiex l-uniku materjal li jista 'jgħin biex juża l-enerġija tax-xemx.Fl-Istati Uniti, ix-xjenzati u l-manifatturi qed jaħdmu biex jespandu l-produzzjoni tat-teknoloġija solari tat-tellurur tal-kadmju.It-tellurur tal-kadmju huwa tip ta 'ċellula solari ta' "film irqiq", u, kif tissuġġerixxi dak l-isem, huwa ħafna irqaq minn ċellula tas-silikon tradizzjonali.Illum, pannelli li jużaw tellurur tal-kadmjuprovvista madwar 40 fil-mijatas-suq fuq skala ta 'utilità ta' l-Istati Uniti, u madwar 5 fil-mija tas-suq solari globali.U għandhom jibbenefikaw mir-riħ li qed jiffaċċja l-industrija solari usa '.
"Huwa żmien volatili ħafna, speċjalment għall-katina tal-provvista tas-silikon kristallin b'mod ġenerali," qalet Kelsey Goss, analista ta 'riċerka solari għall-grupp ta' konsulenza dwar l-enerġija Wood Mackenzie."Hemm potenzjal kbir għall-manifatturi tat-tellurur tal-kadmju biex jieħdu aktar sehem mis-suq fis-sena li ġejja."Speċjalment, hija nnotat, peress li s-settur tat-tellurur tal-kadmju diġà qed jiżdied.
F'Ġunju, il-manifattur solari First Solar qal li kiekujinvestu $680 miljunfit-tielet fabbrika solari tat-tellurur tal-kadmju fil-majjistral ta 'Ohio.Meta l-faċilità tkun lesta, fl-2025, il-kumpanija se tkun tista 'tagħmel 6 gigawatts' valur ta' pannelli solari fiż-żona.Dan huwa biżżejjed biex iħaddem madwar miljun dar Amerikana.Ditta solari oħra bbażata f'Ohio, Toledo Solar, reċentement daħlet fis-suq u qed tagħmel pannelli tat-tellurur tal-kadmju għal rooftops residenzjali.U f'Ġunju, id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti u l-Laboratorju Nazzjonali tal-Enerġija Rinnovabbli tiegħu, jew NREL,nediet programm ta’ $20 miljunbiex titħaffef ir-riċerka u tikber il-katina tal-provvista għat-tellurur tal-kadmju.Wieħed mill-għanijiet tal-programm huwa li jgħin iżola s-suq solari tal-Istati Uniti minn restrizzjonijiet ta 'provvista globali.
Riċerkaturi f'NREL u First Solar, li qabel kienu jissejħu Solar Cell Inc., ħadmu flimkien mill-bidu tad-disgħinijiet biex jiżviluppawteknoloġija tellurur tal-kadmju.Il-kadmju u t-telluride huma prodotti sekondarji tat-tidwib tal-minerali taż-żingu u r-raffinar tar-ram, rispettivament.Filwaqt li l-wejfers tas-silikon huma mwaħħlin flimkien biex jagħmlu ċ-ċelloli, il-kadmju u t-telluride huma applikati bħala saff irqiq - madwar għaxra tad-dijametru ta 'xagħar uman - għal ħġieġa, flimkien ma' materjali oħra li jwasslu l-elettriku.First Solar, issa l-akbar manifattur ta 'film irqiq fid-dinja, ipprovda pannelli għal installazzjonijiet solari f'45 pajjiż.
It-teknoloġija għandha ċerti vantaġġi fuq is-silikon kristallin, qalet ix-xjenzat NREL Lorelle Mansfield.Pereżempju, il-proċess tal-film irqiq jeħtieġ inqas materjali mill-approċċ ibbażat fuq il-wejfer.It-teknoloġija tal-film irqiq hija wkoll adattata tajjeb għall-użu f'pannelli flessibbli, bħal dawk li jkopru backpacks jew drones jew huma integrati fil-faċċati u t-twieqi tal-bini.Importanti, il-pannelli tal-film irqiq jaħdmu aħjar f'temperaturi sħan, filwaqt li l-pannelli tas-silikon jistgħu jisħnu żżejjed u jsiru inqas effiċjenti fil-ġenerazzjoni tal-elettriku, qalet.
Iżda s-silikon kristallin għandu l-vantaġġ f'oqsma oħra, bħall-effiċjenza medja tagħhom - jiġifieri l-perċentwal ta 'dawl tax-xemx li l-pannelli jassorbu u jikkonvertu f'elettriku.Storikament, il-pannelli tas-silikon kellhom effiċjenzi ogħla mit-teknoloġija tat-tellurur tal-kadmju, għalkemm id-distakk qed jonqos. Il-pannelli tas-silikon tal-lum prodotti industrijalment jistgħu jiksbu effiċjenzi ta '18 sa 22 fil-mija, filwaqt li First Solar irrapporta effiċjenza medja ta '18 fil-mija għall-pannelli kummerċjali l-aktar ġodda tagħha.
Xorta waħda, ir-raġuni ewlenija li s-silikon iddomina s-suq globali hija relattivament sempliċi."Kollox niżel għall-ispiża," qal Goss."Is-suq solari għandu tendenza li jkun immexxi ħafna mill-orħos teknoloġija."
Is-silikon kristallin jiswa madwar $0.24 sa $0.25 biex jipproduċi kull watt ta 'enerġija solari, li hija inqas minn kontendenti oħra, qalet.First Solar qalet li m'għadhiex tirrapporta l-ispiża għal kull watt biex tipproduċi l-pannelli tat-tellurur tal-kadmju tagħha, biss li l-ispejjeż "naqsu b'mod sinifikanti" mill-2015 - meta l-kumpanijarrappurtati spejjeż ta '$ 0.46 għal kull watt— u tkompli tonqos kull sena.Hemm ftit raġunijiet għall-irħis relattiv tas-silikon.Il-polysilicon tal-materja prima, li tintuża wkoll f'kompjuters u smartphones, hija disponibbli b'mod aktar wiesa 'u rħas minn provvisti ta' kadmju u telluride.Hekk kif il-fabbriki għall-pannelli tas-silikon u l-komponenti relatati żdiedu, l-ispejjeż ġenerali tat-teħid u l-installazzjoni tat-teknoloġija naqsu.Il-gvern Ċiniż għandu wkoll ħafnaappoġġjati u sussidjatiis-settur solari tas-silikon tal-pajjiż — tant limadwar 80 fil-mijatal-katina tal-provvista tal-manifattura solari tad-dinja issa tgħaddi miċ-Ċina.
Il-waqgħa tal-ispejjeż tal-pannelli wasslu għall-isplużjoni solari globali.Matul l-aħħar għaxar snin, il-kapaċità solari installata totali tad-dinja rat żieda ta 'kważi għaxar darbiet, minn madwar 74,000 megawatt fl-2011 għal kważi 714,000 megawatt fl-2020,skondl-Aġenzija Internazzjonali tal-Enerġija Rinnovabbli.L-Istati Uniti tammonta għal madwar sebgħa tat-total tad-dinja, u solari issawieħed mill-akbar sorsita’ kapaċità ġdida tal-elettriku installata fl-Istati Uniti kull sena.
L-ispiża għal kull watt ta 'telluride tal-kadmju u teknoloġiji oħra ta' film irqiq hija mistennija li tiċkien bl-istess mod hekk kif tespandi l-manifattura.(First Solar jgħidli meta tiftaħ il-faċilità l-ġdida tagħha ta 'Ohio, il-kumpanija se tagħti l-inqas spiża għal kull watt fis-suq solari kollu.) Iżda l-ispiża mhix l-unika metrika li hija importanti, peress li l-kwistjonijiet attwali tal-katina tal-provvista u t-tħassib tax-xogħol jagħmlu ċari.
Mark Widmar, CEO ta 'First Solar, qal li l-espansjoni ppjanata ta' $680 miljun tal-kumpanija hija parti minn sforz akbar biex tinbena katina ta 'provvista awtosuffiċjenti u "tiddiżakkoppja" l-industrija solari tal-Istati Uniti miċ-Ċina.Għalkemm il-pannelli tat-tellurur tal-kadmju ma jużaw l-ebda polysilicon, First Solar ħass sfidi oħra li qed tiffaċċja l-industrija, bħal xogħol b'lura kkaġunat mill-pandemija fl-industrija tat-tbaħħir marittimu.F'April, First Solar qal lill-investituri li l-konġestjoni fil-portijiet Amerikani kienet qed iżżomm ġarr ta 'pannelli mill-faċilitajiet tagħha fl-Asja.Iż-żieda fil-produzzjoni tal-Istati Uniti se tippermetti lill-kumpanija tuża t-toroq u l-ferroviji biex tibgħat il-pannelli tagħha, mhux vapuri tal-merkanzija, qal Widmar.U l-programm ta 'riċiklaġġ eżistenti tal-kumpanija għall-pannelli solari tagħha jippermettilha li terġa' tuża l-materjali ħafna drabi, u tkompli tnaqqas id-dipendenza tagħha fuq ktajjen ta 'provvista barranin u materja prima.
Hekk kif First Solar tneħħi l-pannelli, ix-xjenzati kemm fil-kumpanija kif ukoll f'NREL ikomplu jittestjaw u jtejbu t-teknoloġija tat-tellurur tal-kadmju.Fl-2019, l-imsieħbażviluppat approċċ ġdidli jinvolvi "doping" tal-materjali tal-film irqiq bir-ram u l-kloru biex jinkisbu effiċjenzi saħansitra ogħla.Aktar kmieni dan ix-xahar, NRELħabbar ir-riżultatita’ test fuq il-post ta’ 25 sena fil-faċilità ta’ barra tagħha f’Golden, Colorado.Array ta '12-il panew ta' pannelli ta 'tellurur tal-kadmju kien qed jaħdem bi 88 fil-mija tal-effiċjenza oriġinali tiegħu, riżultat qawwi għal panel li qagħad barra għal aktar minn għoxrin sena.Id-degradazzjoni "hija konformi ma 'dak li jagħmlu s-sistemi tas-silikon", skont ir-rilaxx NREL.
Mansfield, ix-xjenzat NREL, qal li l-għan mhuwiex li jissostitwixxi s-silikon kristallin b'tellurur tal-kadmju jew li jistabbilixxi teknoloġija waħda superjuri għall-oħra."Naħseb li hemm post għalihom kollha fis-suq, u kull wieħed għandu l-applikazzjonijiet tagħhom," qalet."Irridu li l-enerġija kollha tmur għal sorsi rinnovabbli, għalhekk għandna bżonn tassew dawn it-tipi differenti kollha ta 'teknoloġija biex nilqgħu għal dik l-isfida."
Ħin tal-post: 17-Settembru 2021