Según los investigadores del NREL (Laboratorio Nacional de Energías Renovables), el aumento de la eficiencia de los paneles y la ampliación de la capacidad de fabricación desempeñan papeles complementarios en la reducción de los costos de los módulos fotovoltaicos en tándem de silicio de perovskita/haluro metálico. Cada palanca de costos puede desempeñar un papel similar dependiendo de la capacidad del fabricante para ampliar y mejorar el rendimiento del módulo.
Según el laboratorio del Departamento de Energía de Estados Unidos, la mayoría de los paneles fabricados hoy en día se basan en células solares de silicio de unión simple. Al combinar el silicio con otro material de células solares, como las perovskitas de haluros metálicos (MHP), creando así un tándem, NREL dijo que los fabricantes pueden crear un módulo que puede convertir más luz solar en electricidad que usando silicio solo.
Esta tecnología en tándem aún se encuentra en las primeras etapas y se están buscando varias opciones para integrar MHP y silicio, con muchas incógnitas en términos de costo y rendimiento. Para abordar esta brecha, los investigadores crearon un modelo de costos de fabricación que combina procesos de laboratorio con equipos y cadenas de suministro existentes para comparar diferentes enfoques posibles a escala.
Examinaron una variedad de métodos para construir un módulo tándem y compararon la sensibilidad de los costos de fabricación de los materiales utilizados para fabricar las capas de dispositivos, los costos de los equipos de producción, la ubicación de la fábrica y otros factores. Los factores que encontraron que impactaban de manera más significativa en los costos de fabricación fueron el rendimiento de la fábrica y la eficiencia de los paneles.
"Una de las preguntas que responde este artículo es: ¿cuál es el valor de esta eficiencia", dijo Jacob Cordell, autor principal del artículo?Análisis tecnoeconómico de paneles solares tándem de perovskita/silicio”, que aparece en la revista Joule. "Una conclusión importante es que una ganancia absoluta de eficiencia del 2,5% en un módulo proporciona la misma reducción en el costo por capacidad nominal que duplicar el tamaño de su fábrica", señaló.
Utilizando la DCAM (Modelo de análisis de costos detallado), que ahora está disponible públicamente, los investigadores pudieron probar varios escenarios, incluido cualquier cambio en el costo que resulte de la ubicación de fábricas en diferentes partes del mundo y diferentes tipos de incentivos de fabricación.
NREL destaca oportunidades para la fabricación de paneles de perovskita
Al hacer que este modelo esté disponible, las empresas y los investigadores pueden utilizar esta línea de base para investigar cómo los diferentes procesos y materiales afectarán los costos. Un modelo de este tipo no aborda la producción de energía ni la vida útil de estos módulos, que son áreas activas de investigación.
Comenzando con un modelo de referencia en el que un fabricante fabrica paneles con una eficiencia del 25% en los Estados Unidos con una capacidad de producción anual de 3 GW, los investigadores hicieron una comparación simultánea de la eficiencia de fabricación y la producción para determinar cómo cambiaría el costo del módulo con un panel. aumento de la capacidad nominal de generación de energía. "Esto muestra el poder de la investigación para mejorar la eficiencia del dispositivo y reducir el costo del módulo por vatio", dijo Cordell.
El artículo de la revista, del que son coautores Michael Woodhouse y Emily Warren, señaló que la eficiencia del panel es una variable dinámica en la predicción del costo de los módulos tándem porque muchas otras variables han cambiado y seguirán cambiando para lograr los niveles de eficiencia y durabilidad requeridos comercialmente. módulos fotovoltaicos viables.
Según NREL, los paneles tándem deben tener una eficiencia de al menos el 25% para tener un precio competitivo con otras tecnologías fotovoltaicas. Los próximos pasos hacia la comercialización de módulos tándem de perovskita/silicio, según el laboratorio, son mejorar la confiabilidad de la tecnología en el campo y escalar el espacio desde dispositivos de alta eficiencia hasta tamaños de módulos completos manteniendo el rendimiento.
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