Hiệu suất mô-đun năng lượng mặt trời có thể vượt quá 35% vào năm 2050

Một nhóm nghiên cứu quốc tế từ các tổ chức và công ty quang điện mặt trời hàng đầu đã xác định các xu hướng R&D quan trọng nhất cho cái mà họ gọi là kỷ nguyên mới của quang điện nhiều{0}}terawatt.

Các thành viên của nhóm đều tham gia Hội thảo Terawatt lần thứ 4, một trong chuỗi-các hội thảo quang điện quốc tế cấp cao do Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE) của Đức, Phòng thí nghiệm quốc gia Rockies của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến của Nhật Bản (AIST) chủ trì.

Trong bài báo mới của họ, "Nghiên cứu lịch sử và tương lai cho kỷ nguyên mới của quang điện nhiều{0}}terawatt", được xuất bản gần đây trên tạp chí Nature Energy, nhóm dự đoán sẽ tiếp tục cải thiện về giá, hiệu suất và độ tin cậy của quang điện, bên cạnh sự chú ý ngày càng tăng đến việc sử dụng tài nguyên, khí thải và tái chế trong các thiết kế và sản xuất trong tương lai.

Andreas Bett, giám đốc Fraunhofer ISE, cho biết trong một cuộc phỏng vấn với tạp chí pv: “Hiệu suất mô-đun năng lượng mặt trời có thể vượt quá 35% thông qua các cấu trúc song song vào năm 2050”. Ông nói thêm rằng hiệu suất của tế bào có thể vượt quá 36%, với tổn thất tế bào-đến-mô-đun thấp hơn hiện nay. “Vào cuối nửa đầu thế kỷ này, giá mô-đun năng lượng mặt trời có thể giảm theo hệ số hai.”

Bett cho biết cả hiệu quả cao hơn và chi phí thấp hơn đều rất quan trọng đối với quá trình chuyển đổi năng lượng, nhưng ông coi hiệu quả là yếu tố quan trọng hơn. Ông nói: “Hiệu suất cao hơn có nghĩa là cần ít vật liệu hơn và ít đất hơn để lắp đặt PV, giúp cải thiện tính bền vững và giảm chi phí hệ thống tổng thể”, đồng thời cho biết thêm rằng tuổi thọ của mô-đun năng lượng mặt trời sẽ “chắc chắn” kéo dài hơn 40 năm.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng ngành công nghiệp PV đã liên tục vượt xa các dự đoán trước đó về chi phí, hiệu suất và khả năng tích hợp của mô-đun. Dự kiến ​​sẽ có những đổi mới trong kiến ​​trúc và sản xuất song song đối với các công nghệ quang điện như silicon tinh thể (c-Si), cadmium Telluride (CdTe) và đồng, indium, gallium và diselenide (CIGS) có thể và sẽ cho phép những người chơi mới tham gia thị trường, tạo ra chuỗi cung ứng mô-đun và tế bào đa dạng hơn trên toàn cầu.

Họ cũng giải thích rằng các công nghệ quang điện song song mới sẽ phải xác định rõ ràng hiệu suất, đảm bảo sản lượng năng lượng có thể dự đoán được, phát hiện sự cố sớm và quản lý các rủi ro suy thoái chưa xác định, trong đó thách thức cuối cùng cũng là thách thức đối với các mô-đun Si hiện tại và quan trọng đối với các công nghệ dựa trên perovskite-mới nổi.

Nghiên cứu dự đoán rằng công suất sản xuất năng lượng mặt trời toàn cầu có thể đạt khoảng 3 TW vào năm 2050 và nhấn mạnh rằng việc học tập theo hướng{2}}bền vững đã giảm chi phí và sẽ ngày càng trở nên quan trọng đối với ngành quang điện nhằm đảm bảo các nguồn lực cần thiết cho sự phát triển trong tương lai.

Các nhà khoa học kết luận: "Các chủ đề cho các cuộc họp cộng đồng PV trong tương lai, chẳng hạn như Hội thảo Terawatt lần thứ 4 đã thông báo về Quan điểm này, có thể chuyển sang giải quyết các nhu cầu của hệ thống và{1}}người dùng cuối". "Đầu tư, sản xuất và áp dụng ngày hôm nay sẽ mang lại lợi ích mang tính biến đổi toàn cầu vào ngày mai về tăng trưởng kinh tế, năng suất, tạo việc làm cũng như giảm ô nhiễm và nghèo đói."

Nhóm nghiên cứu bao gồm các nhà khoa học từ Forschungszentrum Jülich GmbH của Đức, nhà sản xuất kính năng lượng mặt trời AGC Inc của Nhật Bản, Đại học LUT của Phần Lan, Viện Công nghệ Mặt trời Dương Tử của Trung Quốc, chuyên gia năng lượng mặt trời perovskite của Anh Oxford Photovoltaics Ltd, nhà sản xuất mô-đun Trung Quốc Trina Solar, Trung tâm Năng lượng mặt trời KAUST của Ả Rập Saudi, Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST), Đại học New South Wales (UNSW) ở Úc, nhà sản xuất màng mỏng First Solar của Hoa Kỳ, Nhật Bản Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia (NEDO), và nhà sản xuất quang điện Maxeon-có trụ sở tại Singapore, cùng với các tổ chức khác.