De measte sinnepanielen dy't de daken, fjilden en woastynen fan 'e wrâld dekke, diele hjoed deselde yngrediïnt: kristallijn silisium.It materiaal, makke fan rau polysilicium, wurdt foarme yn wafels en bedrade yn sinnesellen, apparaten dy't sinneljocht omsette yn elektrisiteit.Koartlyn is de ôfhinklikens fan 'e yndustry fan dizze unike technology wat fan in oanspraaklikens wurden.Knelpunten fan supply chainwurde fertragenije sinne-ynstallaasjes wrâldwiid.Grutte leveransiers fan polysilicium yn 'e Xinjiang-regio fan Sina -beskuldige fan it brûken fan twangarbeid fan Uyghurs- steane foar Amerikaanske hannelsanksjes.
Gelokkich is kristallijn silisium net it ienige materiaal dat kin helpe om de enerzjy fan 'e sinne te benutten.Yn 'e Feriene Steaten wurkje wittenskippers en fabrikanten om de produksje fan kadmium telluride sinnetechnology út te wreidzjen.Cadmium telluride is in soarte fan "tinne film" sinnesel, en, sa't dy namme al fermoeden docht, it is folle tinner dan in tradisjonele silisium sel.Hjoed, panielen mei help fan cadmium tellurideoanbod oer 40 prosintfan 'e Amerikaanske merk foar nutsbedriuwen, en sawat 5 prosint fan' e wrâldwide sinnemerk.En se steane te profitearjen fan 'e tsjinwyn dy't de bredere sinne-yndustry tsjinkomt.
"It is in heul flechtige tiid, foaral foar de kristallijne silisium-oanbodketen yn 't algemien," sei Kelsey Goss, in sinneûndersykanalist foar de enerzjykonsultantgroep Wood Mackenzie."D'r is grut potensjeel foar fabrikanten fan kadmiumtelluride om it kommende jier mear merkoandiel te nimmen."Benammen, konstatearre se, om't de sektor fan kadmiumtelluride al opskaal wurdt.
Yn juny sei de sinnefabrikant First Solar dat it soeynvestearje $ 680 miljoenyn in tredde kadmium telluride sinne fabryk yn noardwest Ohio.As de foarsjenning klear is, yn 2025, kin it bedriuw 6 gigawatt oan sinnepanielen yn it gebiet meitsje.Dat is genôch om rûchwei 1 miljoen Amerikaanske huzen te betsjinjen.In oar Ohio-basearre sinnebedriuw, Toledo Solar, kaam koartlyn de merke yn en makket kadmium-telluride-panielen foar wendokken.En yn juny, it Amerikaanske ministearje fan enerzjy en har National Renewable Energy Laboratory, of NREL,lansearre in $ 20 miljoen programmaom ûndersyk te fersnellen en de oanbodketen foar cadmiumtelluride te groeien.Ien fan 'e doelen fan it programma is te helpen de Amerikaanske sinnemerk te isolearjen fan' e wrâldwide oanbodbeperkingen.
Undersikers by NREL en First Solar, earder neamd Solar Cell Inc., hawwe sûnt de iere 1990 gearwurke om te ûntwikkeljenkadmium telluride technology.Kadmium en telluride binne respektivelik byprodukten fan it smelten fan sinkertsen en it raffinearjen fan koper.Wylst silisiumwafels meiinoar bedrade wurde om sellen te meitsjen, wurde kadmium en telluride as in tinne laach - sawat ien-tsjiende fan 'e diameter fan in minskehier - oanbrocht op in rút fan glês, tegearre mei oare elektrisiteitsliedende materialen.First Solar, no de grutste fabrikant fan tinne film yn 'e wrâld, hat panielen levere foar sinne-ynstallaasjes yn 45 lannen.
De technology hat bepaalde foardielen boppe kristallijn silisium, sei NREL-wittenskipper Lorelle Mansfield.Bygelyks, it proses fan tinne film fereasket minder materialen dan de wafer-basearre oanpak.Tinne filmtechnology is ek goed geskikt foar gebrûk yn fleksibele panielen, lykas dejingen dy't rêchsekken of drones dekke of binne yntegreare yn gebougevels en finsters.Wichtich, de tinne film panielen prestearje better yn hite temperatueren, wylst silisium panielen kinne overheat en wurde minder effisjint by it generearjen fan elektrisiteit, sy sei.
Mar kristallijn silisium hat de oerhân op oare gebieten, lykas har gemiddelde effisjinsje - dat betsjut it persintaazje sinneljocht dat panielen absorbearje en omsette yn elektrisiteit.Histoarysk hawwe silisiumpanielen hegere effisjinsjes hân as kadmiumtelluridetechnology, hoewol it gat fermindere wurdt.18 oant 22 prosint, wylst First Solar in gemiddelde effisjinsje fan 18 prosint hat rapportearre foar har nijste kommersjele panielen.
Dochs is de wichtichste reden dat silisium de wrâldmerk dominearre hat relatyf ienfâldich."It komt allegear del op de kosten," sei Goss."De sinnemerk hat de neiging om tige oandreaun te wurden troch de goedkeapste technology."
Kristalline silisium kostet sawat $ 0,24 oant $ 0,25 om elke watt sinne-enerzjy te produsearjen, wat minder is dan oare konkurrinten, sei se.First Solar sei dat it de kosten per watt net mear rapporteart om har kadmium-telluride-panielen te produsearjen, allinich dat de kosten binne "oanmerklik ôfnommen" sûnt 2015 - doe't it bedriuwrapportearre kosten fan $ 0,46 per watt- en trochgean elk jier te fallen.D'r binne in pear redenen foar de relative goedkeapheid fan silisium.De grûnstof polysilicium, dat ek brûkt wurdt yn kompjûters en smartphones, is mear beskikber en goedkeaper as foarrieden fan kadmium en telluride.As fabriken foar silisiumpanielen en besibbe komponinten opskaald binne, binne de totale kosten foar it meitsjen en ynstallearjen fan de technology ôfnommen.De Sineeske regearing hat ek swierstipe en subsidiearrede silisium sinnesektor fan it lân - safolle datoer 80 prosintfan 'e supply chain foar sinneproduksje fan' e wrâld rint no troch Sina.
Fallende panielkosten hawwe de wrâldwide sinneboom dreaun.Yn 'e lêste desennia hat de totale ynstalleare sinnekapasiteit fan' e wrâld in hast tsienfâldich ferheging sjoen, fan sawat 74.000 megawatt yn 2011 nei hast 714.000 megawatt yn 2020,neffensit Ynternasjonaal Agintskip foar Renewable Energy.De Feriene Steaten binne goed foar sa'n sânde fan it totaal fan 'e wrâld, en sinne is noien fan de grutste boarnenfan nije elektrisiteitskapasiteit ynstalleare yn 'e FS elk jier.
De kosten per watt fan kadmiumtelluride en oare tinnefilmtechnologyen wurde ek ferwachte om te krimpen as de produksje útwreidet.(First Solar seitdat wannear't har nije Ohio-foarsjenning iepenet, it bedriuw de leechste kosten per watt op 'e heule sinnemerk sil leverje.) Mar kosten is net de ienige metryske dy't fan belang is, lykas de hjoeddeistige oanbodketenproblemen en arbeidssoarch yn 'e sektor dúdlik meitsje.
Mark Widmar, CEO fan First Solar, sei dat de plande útwreiding fan it bedriuw $ 680 miljoen diel is fan in gruttere ynspanning om in selsfoarsjennende supply chain te bouwen en de Amerikaanske sinne-yndustry te "ûntkoppelen" fan Sina.Hoewol kadmium telluride-panielen gjin polysilicium brûke, hat First Solar oare útdagings fielde foar de yndustry, lykas pandemy-induzearre efterstân yn 'e maritime skipfeart.Yn april fertelde First Solar ynvestearders dat oerlêst yn Amerikaanske havens panielferstjoeringen fan har foarsjenningen yn Azië ophâlde.Troch tanimmende Amerikaanske produksje sil it bedriuw diken en spoarwegen brûke om har panielen te ferstjoeren, net frachtskippen, sei Widmar.En it besteande recyclingprogramma fan it bedriuw foar har sinnepanielen lit it materialen in protte kearen opnij brûke, wat har fertrouwen op bûtenlânske leveringsketens en grûnstoffen fierder ferminderje.
As First Solar panielen opsmyt, geane wittenskippers by sawol it bedriuw as NREL troch mei it testen en ferbetterjen fan kadmiumtelluridetechnology.Yn 2019, de partnersin nije oanpak ûntwikkeledat giet it om "doping" fan de tinne film materialen mei koper en chloor te berikken noch hegere effisjinsje.Earder dizze moanne, NRELbekend makke de resultatenfan in 25-jierrige fjildtest op har iepenloftfoarsjenning yn Golden, Colorado.In 12-paniel array fan cadmium telluride panielen operearre op 88 prosint fan syn oarspronklike effisjinsje, in sterk resultaat foar in paniel dat hat sitten bûten foar mear as twa desennia.De degradaasje "is yn oerienstimming mei wat silisiumsystemen dogge," neffens de NREL-release.
Mansfield, de NREL-wittenskipper, sei dat it doel net is om kristallyn silisium te ferfangen troch cadmiumtelluride of ien technology te fêstigjen as superieur oan 'e oare."Ik tink dat d'r in plak is foar allegear op 'e merke, en se hawwe elk har applikaasjes," sei se."Wy wolle dat alle enerzjy nei duorsume boarnen giet, dus wy hawwe al dizze ferskillende soarten technologyen wirklik nedich om dy útdaging te foldwaan."
Post tiid: Sep-17-2021