एक फरक प्रकारको सौर्य प्रविधि ठूलो हुन तयार छ

आज विश्वको छाना, क्षेत्र र मरुभूमिलाई कभर गर्ने अधिकांश सौर्य प्यानलहरूले एउटै तत्व साझा गर्छन्: क्रिस्टलीय सिलिकन।कच्चा पोलिसिलिकनबाट बनेको सामग्रीलाई वेफरको आकार दिइन्छ र सौर्य कक्षहरूमा तार लगाइन्छ, सूर्यको किरणलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्ने उपकरणहरू।हालै, यस एकल प्रविधिमा उद्योगको निर्भरता दायित्वको कुरा भएको छ।आपूर्ति श्रृंखला अवरोधहरूसुस्त हुँदैछन्विश्वभर नयाँ सौर्य स्थापनाहरू।चीनको सिन्जियाङ क्षेत्रका प्रमुख पोलिसिलिकन आपूर्तिकर्ताहरू -उइगरबाट जबरजस्ती श्रम प्रयोग गरेको आरोप- अमेरिकी व्यापार प्रतिबन्धको सामना गर्दै छन्।

सौभाग्यवश, क्रिस्टलीय सिलिकन मात्र सामग्री होइन जसले सूर्यको ऊर्जालाई दोहन गर्न मद्दत गर्न सक्छ।संयुक्त राज्यमा, वैज्ञानिकहरू र निर्माताहरू क्याडमियम टेलुराइड सौर्य प्रविधिको उत्पादन विस्तार गर्न काम गरिरहेका छन्।क्याडमियम टेलुराइड एक प्रकारको "पातलो फिल्म" सौर्य सेल हो, र त्यो नामले सुझाव दिन्छ, यो परम्परागत सिलिकन सेल भन्दा धेरै पातलो छ।आज, क्याडमियम टेलुराइड प्रयोग गरेर प्यानलहरूलगभग 40 प्रतिशत आपूर्तियूएस युटिलिटी-स्केल बजारको, र विश्वव्यापी सौर्य बजारको लगभग 5 प्रतिशत।र तिनीहरू फराकिलो सौर्य उद्योगको सामना गरिरहेका हेडविन्डहरूबाट फाइदा लिन खडा छन्।

"यो धेरै अस्थिर समय हो, विशेष गरी सामान्य रूपमा क्रिस्टलीय सिलिकन आपूर्ति श्रृंखलाको लागि," ऊर्जा परामर्श समूह वुड म्याकेन्जीका सौर्य अनुसन्धान विश्लेषक केल्से गसले भने।"क्याडमियम टेल्युराइड निर्माताहरूले आगामी वर्षमा बढी बजार हिस्सा लिन सक्ने ठूलो सम्भावना छ।"विशेष गरी, उनले नोट गरे, किनकि क्याडमियम टेलुराइड क्षेत्र पहिले नै बढ्दै गएको छ।

जुनमा, सौर्य उत्पादक फर्स्ट सोलारले यो गर्ने बताएको थियो$ 680 मिलियन लगानीउत्तरपश्चिम ओहायोमा तेस्रो क्याडमियम टेलुराइड सौर्य कारखानामा।जब सुविधा सम्पन्न हुन्छ, 2025 मा, कम्पनीले यस क्षेत्रमा 6 गिगावाटको सौर्य प्यानलहरू बनाउन सक्षम हुनेछ।त्यो लगभग 1 मिलियन अमेरिकी घरहरू शक्ति गर्न पर्याप्त छ।अर्को ओहायो-आधारित सौर्य फर्म, टोलेडो सोलार, हालै बजारमा प्रवेश गरेको छ र आवासीय छतहरूको लागि क्याडमियम टेलुराइड प्यानलहरू बनाउँदैछ।र जुनमा, अमेरिकी ऊर्जा विभाग र यसको राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला, वा NREL,$ 20 मिलियन कार्यक्रम सुरु गर्योअनुसन्धानलाई गति दिन र क्याडमियम टेलुराइडको आपूर्ति श्रृंखला बढाउन।कार्यक्रमको एक लक्ष्य भनेको अमेरिकी सौर्य बजारलाई विश्वव्यापी आपूर्ति अवरोधहरूबाट इन्सुलेट गर्न मद्दत गर्नु हो।

एनआरईएल र फर्स्ट सोलारका अनुसन्धानकर्ताहरू, जसलाई पहिले सोलार सेल इंक भनिन्छ, सन् १९९० को दशकको सुरुदेखि नै विकास गर्न मिलेर काम गर्दै आएका छन्।क्याडमियम टेलुराइड प्रविधि।क्याडमियम र टेलुराइड क्रमशः जस्ता अयस्क र रिफाइनिङ तामाको उपउत्पादन हुन्।जहाँ सिलिकन वेफर्सहरू सेलहरू बनाउन एकसाथ जोडिएका हुन्छन्, क्याडमियम र टेलुराइड पातलो तहको रूपमा लागू गरिन्छ - मानव कपालको व्यासको लगभग एक दशांश - काँचको फलकमा, अन्य बिजुली-सञ्चालन सामग्रीहरू सहित।फर्स्ट सोलार, अहिले विश्वको सबैभन्दा ठूलो पातलो फिल्म निर्माता कम्पनीले ४५ देशमा सौर्य स्थापनाका लागि प्यानलहरू आपूर्ति गरेको छ।

क्रिस्टलीय सिलिकनमा टेक्नोलोजीका केही फाइदाहरू छन्, NREL वैज्ञानिक लोरेले म्यान्सफिल्डले भने।उदाहरणका लागि, पातलो फिल्म प्रक्रियालाई वेफर-आधारित दृष्टिकोण भन्दा कम सामग्री चाहिन्छ।ब्याकप्याक वा ड्रोनहरू ढाक्ने वा भवनको मुख र झ्यालहरूमा एकीकृत गर्ने जस्ता लचिलो प्यानलहरूमा प्रयोगको लागि पातलो फिल्म प्रविधि पनि राम्रोसँग उपयुक्त छ।महत्त्वपूर्ण रूपमा, पातलो फिलिम प्यानलहरूले तातो तापक्रममा राम्रो प्रदर्शन गर्दछ, जबकि सिलिकन प्यानलहरू अधिक तताउन सक्छन् र बिजुली उत्पादन गर्न कम कुशल हुन सक्छन्, उनले भनिन्।

तर क्रिस्टलीय सिलिकनले अन्य क्षेत्रहरूमा माथिल्लो हात छ, जस्तै तिनीहरूको औसत दक्षता - प्यानलहरूले अवशोषित र बिजुलीमा रूपान्तरण गर्ने सूर्यको प्रकाशको प्रतिशत।ऐतिहासिक रूपमा, सिलिकन प्यानलहरूले क्याडमियम टेलुराइड टेक्नोलोजीको तुलनामा उच्च दक्षता पाएका छन्, यद्यपि यो अन्तर कम हुँदै गएको छ। आजको औद्योगिक रूपमा उत्पादित सिलिकन प्यानलहरूले दक्षता हासिल गर्न सक्छन्।18 देखि 22 प्रतिशत, जबकि फर्स्ट सोलारले यसको सबैभन्दा नयाँ व्यावसायिक प्यानलहरूको लागि 18 प्रतिशतको औसत दक्षता रिपोर्ट गरेको छ।

अझै पनि, सिलिकनले विश्वव्यापी बजारमा प्रभुत्व जमाउनुको मुख्य कारण अपेक्षाकृत सरल छ।"यो सबै लागतमा आउँछ," गोसले भने।"सौला बजार सबैभन्दा सस्तो टेक्नोलोजी द्वारा संचालित हुन्छ।"

क्रिस्टलीय सिलिकनले प्रत्येक वाट सौर्य उर्जा उत्पादन गर्न $०.२४ देखि $०.२५ खर्च गर्छ, जुन अन्य दावेदारहरू भन्दा कम छ, उनले भनिन्।फर्स्ट सोलारले अब आफ्नो क्याडमियम टेल्युराइड प्यानलहरू उत्पादन गर्न प्रति वाटको लागत रिपोर्ट गर्दैन, केवल त्यो लागत 2015 देखि "उल्लेखनीय रूपमा घटेको छ" - जब कम्पनीलेप्रति वाट $0.46 को लागत रिपोर्ट गरियो- र हरेक वर्ष ड्रप जारी राख्नुहोस्।सिलिकनको सापेक्ष सस्तोताका लागि केही कारणहरू छन्।कच्चा माल पोलिसिलिकन, जुन कम्प्युटर र स्मार्टफोनमा पनि प्रयोग गरिन्छ, क्याडमियम र टेलुराइडको आपूर्ति भन्दा व्यापक रूपमा उपलब्ध र सस्तो छ।सिलिकन प्यानल र सम्बन्धित कम्पोनेन्टहरूका लागि कारखानाहरू बढेको रूपमा, प्रविधिको निर्माण र स्थापनाको समग्र लागत घटेको छ।चिनियाँ सरकारले पनि कडाइ गरेको छसमर्थित र सब्सिडीदेशको सिलिकन सौर्य क्षेत्र - यति धेरैलगभग 80 प्रतिशतविश्वको सौर्य उत्पादन आपूर्ति श्रृंखला अब चीन मार्फत चल्छ।

घट्दो प्यानल लागतले विश्वव्यापी सौर्य बूमलाई प्रेरित गरेको छ।पछिल्लो दशकमा, विश्वको कुल स्थापित सौर्य क्षमतामा झण्डै दश गुणा वृद्धि भएको छ, २०११ मा ७४,००० मेगावाटबाट २०२० मा झण्डै ७१४,००० मेगावाट,यस अनुसारअन्तर्राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा एजेन्सी।संयुक्त राज्य अमेरिकाले विश्वको कुलको एक सातौं भाग ओगटेको छ, र अहिले सौर्य छसबैभन्दा ठूलो स्रोत मध्ये एकअमेरिकामा हरेक वर्ष नयाँ बिजुली क्षमता स्थापित हुन्छ।

क्याडमियम टेलुराइड र अन्य पातलो फिल्म टेक्नोलोजीहरूको प्रति वाट लागत पनि उत्पादन विस्तारको रूपमा संकुचित हुने अपेक्षा गरिएको छ।(पहिलो सौर भन्छन्कि जब यसको नयाँ ओहायो सुविधा खुल्छ, कम्पनीले सम्पूर्ण सौर्य बजारमा प्रति वाट सबैभन्दा कम लागत प्रदान गर्नेछ।) तर उद्योगको वर्तमान आपूर्ति श्रृंखला मुद्दाहरू र श्रम चिन्ताहरूले स्पष्ट रूपमा लागत मात्र महत्त्वपूर्ण मापदण्ड होइन।

मार्क विडमार, फर्स्ट सोलारका सीईओले भने कि कम्पनीको योजनाबद्ध $680 मिलियन विस्तार आत्मनिर्भर आपूर्ति श्रृंखला निर्माण गर्न र चीनबाट अमेरिकी सौर्य उद्योगलाई "दुईदुई" बनाउने ठूलो प्रयासको हिस्सा हो।यद्यपि क्याडमियम टेलुराइड प्यानलहरूले कुनै पनि पोलिसिलिकन प्रयोग गर्दैनन्, फर्स्ट सोलारले उद्योगलाई सामना गर्ने अन्य चुनौतीहरू महसुस गरेको छ, जस्तै समुद्री शिपिंग उद्योगमा महामारी-प्रेरित ब्याकलगहरू।अप्रिलमा, फर्स्ट सोलारले लगानीकर्ताहरूलाई अमेरिकी बन्दरगाहहरूमा भीडले एशियामा आफ्ना सुविधाहरूबाट प्यानल ढुवानी रोकेको बताएको थियो।यूएस उत्पादन बढ्दा कम्पनीले आफ्नो प्यानलहरू ढुवानी गर्न सडक र रेलवे प्रयोग गर्न अनुमति दिनेछ, कार्गो जहाजहरू होइन, विडमारले भने।र सोलार प्यानलहरूको लागि कम्पनीको अवस्थित रिसाइक्लिंग कार्यक्रमले यसलाई धेरै पटक सामग्रीहरू पुन: प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ, यसले विदेशी आपूर्ति चेनहरू र कच्चा मालहरूमा यसको निर्भरतालाई कम गर्छ।

फर्स्ट सोलारले प्यानलहरू निकाल्दा, कम्पनी र NREL दुवैका वैज्ञानिकहरूले क्याडमियम टेलुराइड प्रविधिको परीक्षण र सुधार गर्न जारी राख्छन्।2019 मा, साझेदारहरूनयाँ दृष्टिकोण विकास गरेको छजसमा तामा र क्लोरीनको पातलो फिलिम सामाग्रीलाई "डोपिङ" ले अझ उच्च दक्षता हासिल गर्न समावेश गर्दछ।यस महिनाको सुरुमा, NRELनतिजा घोषणा गरेगोल्डेन, कोलोराडो मा यसको बाहिरी सुविधा मा 25-वर्ष क्षेत्र परीक्षण को।क्याडमियम टेलुराइड प्यानलहरूको 12-प्यानल एर्रे यसको मूल दक्षताको 88 प्रतिशतमा काम गरिरहेको थियो, दुई दशकभन्दा बढी समयदेखि बाहिर बसेको प्यानलको लागि बलियो परिणाम।NREL विज्ञप्ति अनुसार गिरावट "सिलिकन प्रणालीहरूले के गर्ने अनुरूप छ।"

म्यान्सफिल्ड, एनआरईएल वैज्ञानिकले भने कि यसको लक्ष्य क्याडमियम टेल्युराइडले क्रिस्टलीय सिलिकनलाई प्रतिस्थापन गर्ने वा एउटा प्रविधिलाई अर्को भन्दा उच्चको रूपमा स्थापित गर्ने होइन।"मलाई लाग्छ कि बजारमा ती सबैको लागि ठाउँ छ, र तिनीहरू प्रत्येकको आवेदन छ," उनले भनिन्।"हामी सबै ऊर्जा नवीकरणीय स्रोतहरूमा जान चाहन्छौं, त्यसैले त्यो चुनौतीलाई सामना गर्न हामीलाई यी विभिन्न प्रकारका प्रविधिहरू वास्तवमै चाहिन्छ।"