211service.com
De første solceller slår effektivitetsrekord
For at køre fremad i kapløbet om højeffektive solceller, siger First Solar, at det har konverteret 22,1 procent af energien i sollys til elektricitet ved hjælp af eksperimentelle celler lavet af cadmiumtellurid - en teknologi, der i dag repræsenterer omkring 5 procent af det verdensomspændende solenergimarked. Virksomhedens kommercielle linje af solceller har nået en energikonverteringseffektivitet på 16,4 procent.
Den teoretiske effektivitetsgrænse for cadmiumtelluridceller er over 30 procent - væsentligt højere end for konventionelt silicium. (Dagens siliciumbaserede solpaneler har en effektivitet på mellem 16 og 18 procent; deres teoretiske grænse menes at være et godt stykke under 30 procent.) First Solar, som er den eneste større producent af cadmiumtellurid-solpaneler tilbage i USA, er arbejder på at bringe kommercielle solpaneler tættere på den grænse. Gabet mellem det, der er teoretisk opnåeligt, og det, der er derude i dag, har været ret stort, siger Raffi Garabedian, First Solars teknologichef. Vi lukker det hul i et hæsblæsende tempo.
Solpaneler lavet med cadmiumtellurid kan være væsentligt mere effektive end konventionelle siliciumbaserede paneler.
En hindring for at lukke hullet er den maksimale tilgængelige spænding fra cadmiumtelluridceller. Maksimal spænding korrelerer direkte med effektivitet. I årtier har forskere ikke været i stand til at bryde én-volts barrieren, men forskere fra National Renewable Energy Laboratory og Washington State sagde i et papir udgivet 29. februar i Naturenergi at de har overskredet den grænse .
Konventionelle siliciumsolceller repræsenterer mere end 90 procent af solenergimarkedet i dag, men de er relativt dyre at lave. Cadmiumtelluride, en tyndfilmsteknologi, giver forbedret ydeevne, idet den fungerer tæt på sin maksimale effektivitet, især under varme, fugtige forhold. Selvom tyndfilmsceller tilsyneladende er billigere at fremstille, har deres effektivitet haltet bagefter den konventionelle. Alligevel har de vist mere forbedring. Monokrystallinsk silicium er guldstandarden, hvad angår effektivitet, for nutidens solenergi, siger Garabedian, men rekorden for det mest effektive kommercielt tilgængelige produkt blev sat i 1999 på omkring 25 procent, og den er der stadig. I samme tidsramme er [cadmiumtellurid] forbedret med en enorm margin.
Kelvin Lynn, fra Washington State University, ledede et hold, der brød igennem den langvarige én-volts barriere for maksimal spænding fra en cadmiumtelluridcelle.
Men producenter af cadmiumtellurid har kæmpet i de seneste år. I 2013 erhvervede First Solar GE's teknologi, efter at GE annullerede planerne for et anlæg til $300 millioner i Colorado. En række andre producenter er blevet lanceret og fejlede, herunder Abound Solar, en Colorado-baseret startup, der modtog en lånegaranti på $400 millioner fra den føderale regering og derefter indgivet konkursbegæring i 2012 .
First Solar koncentrerer sig om solenergimarkedet i brugsskala frem for solcelleanlæg på tagterrassen, hvor behovet for højeffektive paneler til dato har dikteret behovet for siliciumbaserede celler. Virksomheden har udviklet nogle af de største solfarme i verden, herunder Topaz og Ørkenens sollys projekter, i Californien, som hver har en kapacitet på 550 megawatt.
Fordi cadmiumtellurid er en tyndfilmsteknologi, kræver det mindre materiale for at producere en sammenlignelig mængde elektricitet end konventionel siliciumteknologi. Fremstillingsprocessen er også enklere. Det skulle i princippet føre til lavere omkostninger for den producerede el. I praksis er det ikke altid tilfældet; ifølge GTM Research , vil prisen pr. watt af krystallinske siliciumpaneler falde til $0,36 pr. watt næste år. I 2013 (sidste gang virksomheden udgav tal for produktionsomkostninger), sagde First Solar sin pris pr. watt havde nået $0,57 .
Bortset fra omkostningssammenligninger er Wall Street optimistisk med hensyn til selskabets udsigter: aktiekursen er steget med 68 procent i de sidste fem måneder.
Industrien er i en transformativ periode, siger Garabedian. Vi er stadig meget bekymrede over solindustriens cykliske natur og over at blive fanget med overkapacitet. Vi vil fortsætte med at forbedre denne teknologi og se, hvad fremtiden bringer.