आज संसारका छाना, खेत र मरुभूमिहरू ढाक्ने धेरैजसो सौर्य प्यानलहरूमा एउटै तत्व हुन्छ: क्रिस्टलीय सिलिकन। कच्चा पोलिसिलिकनबाट बनेको यो सामग्रीलाई वेफरमा आकार दिइन्छ र सौर्य कोषहरूमा तार गरिन्छ, सूर्यको किरणलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्ने उपकरणहरू। हालसालै, यस एकल प्रविधिमा उद्योगको निर्भरता एक प्रकारको दायित्व बनेको छ। आपूर्ति शृङ्खला अवरोधहरूढिलो हुँदैछन्विश्वभर नयाँ सौर्य प्रतिष्ठानहरू। चीनको सिनजियाङ क्षेत्रमा प्रमुख पोलिसिलिकन आपूर्तिकर्ताहरू —उइघुरहरूबाट जबरजस्ती श्रम प्रयोग गरेको आरोप— अमेरिकी व्यापार प्रतिबन्धहरूको सामना गरिरहेका छन्।
सौभाग्यवश, क्रिस्टलीय सिलिकन मात्र त्यस्तो सामग्री होइन जसले सूर्यको ऊर्जालाई उपयोग गर्न मद्दत गर्छ। संयुक्त राज्य अमेरिकामा, वैज्ञानिकहरू र निर्माताहरूले क्याडमियम टेलुराइड सौर्य प्रविधिको उत्पादन विस्तार गर्न काम गरिरहेका छन्। क्याडमियम टेलुराइड एक प्रकारको "पातलो फिल्म" सौर्य सेल हो, र, जसरी त्यो नामले सुझाव दिन्छ, यो परम्परागत सिलिकन सेल भन्दा धेरै पातलो छ। आज, क्याडमियम टेलुराइड प्रयोग गर्ने प्यानलहरूलगभग ४० प्रतिशत आपूर्तिअमेरिकी उपयोगिता-स्केल बजारको लगभग ५ प्रतिशत र विश्वव्यापी सौर्य बजारको लगभग ५ प्रतिशत। र उनीहरूले बृहत् सौर्य उद्योगले सामना गरिरहेका प्रतिकूल परिस्थितिहरूबाट लाभ उठाउन सक्छन्।
"यो एकदमै अस्थिर समय हो, विशेष गरी सामान्यतया क्रिस्टलीय सिलिकन आपूर्ति श्रृंखलाको लागि," ऊर्जा परामर्श समूह वुड म्याकेन्जीकी सौर्य अनुसन्धान विश्लेषक केल्सी गसले भनिन्। "आगामी वर्षमा क्याडमियम टेलुराइड उत्पादकहरूले बढी बजार हिस्सा लिने ठूलो सम्भावना छ।" विशेष गरी, उनले उल्लेख गरिन्, किनकि क्याडमियम टेलुराइड क्षेत्र पहिले नै बढ्दै गइरहेको छ।
जुनमा, सौर्य उत्पादक फर्स्ट सोलारले भन्यो कि यसले$६८० मिलियन लगानी गर्नुहोस्उत्तरपश्चिम ओहायोमा तेस्रो क्याडमियम टेलुराइड सौर्य कारखानामा। २०२५ मा, सुविधा सम्पन्न भएपछि, कम्पनीले यस क्षेत्रमा ६ गिगावाट बराबरको सौर्य प्यानल बनाउन सक्षम हुनेछ। यो लगभग १० लाख अमेरिकी घरहरूलाई बिजुली दिन पर्याप्त छ। ओहायोमा आधारित अर्को सौर्य फर्म, टोलेडो सोलार, हालै बजारमा प्रवेश गरेको छ र आवासीय छानाको लागि क्याडमियम टेलुराइड प्यानलहरू बनाउँदैछ। र जुनमा, अमेरिकी ऊर्जा विभाग र यसको राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला, वा NREL,२० मिलियन डलरको कार्यक्रम सुरु गर्योक्याडमियम टेलुराइडको लागि अनुसन्धानलाई तीव्र पार्ने र आपूर्ति श्रृंखला बढाउने। कार्यक्रमको एउटा लक्ष्य भनेको अमेरिकी सौर्य बजारलाई विश्वव्यापी आपूर्ति अवरोधहरूबाट अलग राख्न मद्दत गर्नु हो।
NREL र फर्स्ट सोलार, जसलाई पहिले सोलार सेल इंक भनिन्थ्यो, का अनुसन्धानकर्ताहरूले १९९० को दशकको सुरुवातदेखि नै सँगै काम गर्दै आएका छन्।क्याडमियम टेलुराइड प्रविधि। क्याडमियम र टेलुराइड क्रमशः जस्ता अयस्क पगाल्ने र तामा प्रशोधन गर्ने उप-उत्पादनहरू हुन्। जहाँ सिलिकन वेफरहरू कोषहरू बनाउन एकसाथ तार गरिन्छ, क्याडमियम र टेलुराइडलाई पातलो तहको रूपमा - मानव कपालको व्यासको लगभग दशांश - गिलासको फलकमा, अन्य विद्युत-सञ्चालन सामग्रीहरूसँगै लगाइन्छ। फर्स्ट सोलार, अब विश्वको सबैभन्दा ठूलो पातलो फिल्म निर्माता, ले ४५ देशहरूमा सौर्य स्थापनाहरूको लागि प्यानलहरू आपूर्ति गरेको छ।
क्रिस्टलीय सिलिकन भन्दा यस प्रविधिका केही फाइदाहरू छन्, NREL वैज्ञानिक लोरेल म्यान्सफिल्डले भनिन्। उदाहरणका लागि, पातलो फिल्म प्रक्रियालाई वेफर-आधारित दृष्टिकोण भन्दा कम सामग्री चाहिन्छ। पातलो फिल्म प्रविधि लचिलो प्यानलहरूमा प्रयोगको लागि पनि उपयुक्त छ, जस्तै ब्याकप्याक वा ड्रोनहरू ढाक्ने वा भवनको अनुहार र झ्यालहरूमा एकीकृत गर्ने। महत्त्वपूर्ण कुरा, पातलो फिल्म प्यानलहरूले तातो तापक्रममा राम्रो प्रदर्शन गर्छन्, जबकि सिलिकन प्यानलहरू धेरै तातो हुन सक्छन् र बिजुली उत्पादन गर्न कम कुशल हुन सक्छन्, उनले भनिन्।
तर क्रिस्टलीय सिलिकनको अन्य क्षेत्रहरूमा माथिल्लो हात छ, जस्तै तिनीहरूको औसत दक्षता - अर्थात् प्यानलहरूले सोस्ने र बिजुलीमा रूपान्तरण गर्ने सूर्यको प्रकाशको प्रतिशत। ऐतिहासिक रूपमा, सिलिकन प्यानलहरूमा क्याडमियम टेलुराइड प्रविधि भन्दा उच्च दक्षता रहेको छ, यद्यपि अन्तर साँघुरो हुँदै गइरहेको छ। आजको औद्योगिक रूपमा उत्पादित सिलिकन प्यानलहरूले दक्षता प्राप्त गर्न सक्छन्१८ देखि २२ प्रतिशत, जबकि फर्स्ट सोलारले आफ्नो नयाँ व्यावसायिक प्यानलहरूको लागि औसत १८ प्रतिशत दक्षता रिपोर्ट गरेको छ।
तैपनि, सिलिकनले विश्वव्यापी बजारमा प्रभुत्व जमाउनुको मुख्य कारण अपेक्षाकृत सरल छ। "यो सबै लागतमा निर्भर गर्दछ," गोसले भने। "सौर्य बजार सबैभन्दा सस्तो प्रविधिद्वारा अत्यधिक संचालित हुन्छ।"
क्रिस्टलीय सिलिकनले प्रत्येक वाट सौर्य ऊर्जा उत्पादन गर्न लगभग $०.२४ देखि $०.२५ खर्च लाग्छ, जुन अन्य दावेदारहरू भन्दा कम हो, उनले भनिन्। फर्स्ट सोलारले अब यसको क्याडमियम टेलुराइड प्यानलहरू उत्पादन गर्न लागत-प्रति-वाट रिपोर्ट नगर्ने बताएको छ, केवल २०१५ देखि लागत "उल्लेखनीय रूपमा घटेको" छ - जब कम्पनीलेप्रति वाट $०.४६ को रिपोर्ट गरिएको लागत— र हरेक वर्ष घट्दै गइरहेको छ। सिलिकनको तुलनात्मक रूपमा सस्तो हुनुका केही कारणहरू छन्। कच्चा पदार्थ पोलिसिलिकन, जुन कम्प्युटर र स्मार्टफोनहरूमा पनि प्रयोग गरिन्छ, क्याडमियम र टेलुराइडको आपूर्ति भन्दा व्यापक रूपमा उपलब्ध र सस्तो छ। सिलिकन प्यानल र सम्बन्धित कम्पोनेन्टहरूको लागि कारखानाहरू बढ्दै जाँदा, प्रविधि बनाउने र स्थापना गर्ने समग्र लागत घटेको छ। चिनियाँ सरकारले पनि भारी मात्रामासमर्थित र अनुदानितदेशको सिलिकन सौर्य क्षेत्र - यति धेरै किलगभग ८० प्रतिशतविश्वको सौर्य उत्पादन आपूर्ति श्रृंखलाको एक भाग अहिले चीन मार्फत सञ्चालित छ।
घट्दो प्यानल लागतले विश्वव्यापी सौर्य ऊर्जाको उछाललाई प्रेरित गरेको छ। पछिल्लो दशकमा, विश्वको कुल स्थापित सौर्य ऊर्जा क्षमता लगभग दस गुणा बढेको छ, २०११ मा लगभग ७४,००० मेगावाटबाट २०२० मा लगभग ७१४,००० मेगावाट पुगेको छ।अनुसारअन्तर्राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा एजेन्सी। संयुक्त राज्य अमेरिकाले विश्वको कुल ऊर्जाको लगभग एक-सातौं भाग ओगटेको छ, र सौर्य अहिलेसबैभन्दा ठूला स्रोतहरू मध्ये एकअमेरिकामा प्रत्येक वर्ष स्थापित नयाँ बिजुली क्षमताको प्रतिशत।
उत्पादन विस्तार हुँदै जाँदा क्याडमियम टेलुराइड र अन्य पातलो फिल्म प्रविधिहरूको प्रति वाट लागत पनि घट्ने अपेक्षा गरिएको छ।पहिलो सौर्य भन्छन्(ओहायोमा यसको नयाँ सुविधा खुल्दा, कम्पनीले सम्पूर्ण सौर्य बजारमा प्रति वाट सबैभन्दा कम लागत प्रदान गर्नेछ।) तर लागत मात्र महत्त्वपूर्ण मापदण्ड होइन, किनकि उद्योगको हालको आपूर्ति शृङ्खला समस्याहरू र श्रम चिन्ताहरूले स्पष्ट पार्छ।
फर्स्ट सोलारका सीईओ मार्क विडमारले भने कि कम्पनीको योजनाबद्ध $६८० मिलियन विस्तार आत्मनिर्भर आपूर्ति श्रृंखला निर्माण गर्ने र अमेरिकी सौर्य उद्योगलाई चीनबाट "अलग" गर्ने ठूलो प्रयासको अंश हो। यद्यपि क्याडमियम टेलुराइड प्यानलहरूले कुनै पनि पोलिसिलिकन प्रयोग गर्दैनन्, फर्स्ट सोलारले उद्योगको सामना गरिरहेका अन्य चुनौतीहरू महसुस गरेको छ, जस्तै समुद्री ढुवानी उद्योगमा महामारी-प्रेरित ब्याकलगहरू। अप्रिलमा, फर्स्ट सोलारले लगानीकर्ताहरूलाई भने कि अमेरिकी बन्दरगाहहरूमा भीडभाडले एशियामा यसको सुविधाहरूबाट प्यानल ढुवानी रोकिरहेको छ। अमेरिकी उत्पादन बढाउँदा कम्पनीले कार्गो जहाजहरू होइन, आफ्नो प्यानलहरू ढुवानी गर्न सडक र रेलवे प्रयोग गर्न अनुमति दिनेछ, विडमारले भने। र कम्पनीको यसको सौर्य प्यानलहरूको लागि अवस्थित रिसाइक्लिंग कार्यक्रमले यसलाई धेरै पटक सामग्री पुन: प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ, जसले गर्दा विदेशी आपूर्ति श्रृंखला र कच्चा पदार्थहरूमा यसको निर्भरता कम हुन्छ।
फर्स्ट सोलारले प्यानलहरू बनाउँदै गर्दा, कम्पनी र NREL दुवैका वैज्ञानिकहरूले क्याडमियम टेलुराइड प्रविधिको परीक्षण र सुधार गर्न जारी राख्छन्। २०१९ मा, साझेदारहरूलेनयाँ दृष्टिकोण विकास गरियोजसमा अझ उच्च दक्षता प्राप्त गर्न तामा र क्लोरिनले पातलो फिल्म सामग्रीहरूलाई "डोपिंग" गर्ने समावेश छ। यस महिनाको सुरुमा, NRELनतिजा घोषणा गरियोकोलोराडोको गोल्डेनमा रहेको यसको बाहिरी सुविधामा २५ वर्षको फिल्ड परीक्षणको नतिजा। क्याडमियम टेलुराइड प्यानलहरूको १२-प्यानल एरेले यसको मूल दक्षताको ८८ प्रतिशतमा काम गरिरहेको थियो, जुन दुई दशकभन्दा बढी समयदेखि बाहिर बसेको प्यानलको लागि बलियो परिणाम हो। NREL विज्ञप्ति अनुसार, गिरावट "सिलिकन प्रणालीहरूले गर्ने कामसँग मिल्दोजुल्दो छ"।
एनआरईएल वैज्ञानिक म्यान्सफिल्डले भने कि लक्ष्य क्रिस्टलीय सिलिकनलाई क्याडमियम टेलुराइडले प्रतिस्थापन गर्नु वा एउटा प्रविधिलाई अर्को भन्दा उच्चको रूपमा स्थापित गर्नु होइन। "मलाई लाग्छ बजारमा ती सबैको लागि ठाउँ छ, र तिनीहरू प्रत्येकको आ-आफ्नै अनुप्रयोगहरू छन्," उनले भनिन्। "हामी चाहन्छौं कि सबै ऊर्जा नवीकरणीय स्रोतहरूमा जाओस्, त्यसैले हामीलाई त्यो चुनौती पूरा गर्न यी सबै फरक प्रकारका प्रविधिहरू वास्तवमै चाहिन्छ।"
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-१७-२०२१