El profesor asistente Zachary Holman sostiene su reflejo en una celda solar en el Laboratorio del Grupo de Investigación Holman. La investigación de Holman se centra en las células solares, óxidos conductores transparentes y nanopartículas semiconductoras. Foto de Deanna Dent / ASU Now Crédito:Deanna Dent / ASU Now
Una nueva investigación sobre energía solar de la Universidad Estatal de Arizona demuestra que los módulos fotovoltaicos en tándem, que convierten la luz solar en electricidad con mayor eficiencia que los módulos actuales, será cada vez más atractivo en los EE. UU.
Un documento que explora los costos frente a la eficiencia mejorada de una nueva tecnología solar, titulado "Viabilidad tecnoeconómica de la tecnología basada en silicio, módulos fotovoltaicos en tándem en los Estados Unidos, " aparece en Energía de la naturaleza esta semana. El documento está escrito por las Escuelas de Ingeniería de ASU Fulton, Profesor asistente de investigación Zhengshan J. Yu, El estudiante graduado Joe V. Carpenter y el profesor asistente Zachary Holman.
La Iniciativa SunShot del Departamento de Energía se lanzó en 2011 con el objetivo de hacer que la energía solar fuera competitiva en costos con las fuentes de energía convencionales para 2020. El programa logró su objetivo de $ 0.06 por kilovatio-hora tres años antes y un nuevo objetivo de $ 0.03 por kilovatio-hora. para 2030 se ha fijado. Aumentar la eficiencia de los módulos fotovoltaicos es una ruta para reducir el costo de la electricidad solar para este nuevo objetivo. Si se alcanza, Se espera que el objetivo triplique la cantidad de energía solar instalada en los EE. UU. en 2030 en comparación con el escenario habitual.
Pero según Holman, "la tecnología existente dominante, el silicio, está a más del 90 por ciento del camino hacia su límite de eficiencia teórico, "precipitando la necesidad de explorar nuevas tecnologías. Las tecnologías más eficientes serán sin duda más caras, sin embargo, lo que llevó a Holman y a los coautores a preguntar, "¿Duplicar la eficiencia del módulo justifica duplicar el costo?"
El grupo de investigación del profesor asistente Zachary Holman se centra en las células solares, óxidos conductores transparentes y nanopartículas semiconductoras. Crédito:Deanna Dent / ASU Now
Los módulos en tándem apilan dos, materiales fotovoltaicos complementarios, por ejemplo, una celda solar de perovskita encima de una celda solar de silicio, para utilizar mejor el espectro completo de colores emitidos por el sol y superar la eficiencia de cualquiera de las celdas solares constituyentes por sí sola. El estudio fue diseñado para determinar cuánto más costosos pueden ser los módulos fotovoltaicos en tándem de alta eficiencia y aún competir en el mercado solar en evolución.
Los resultados indican que en el esperado mercado solar residencial de EE. UU. Para 2020, Los módulos en tándem previstos con una eficiencia del 32 por ciento pueden costar más de tres veces más que los módulos de silicio proyectados con una eficiencia del 22 por ciento y aún así producir electricidad al mismo costo. Esta prima, sin embargo, es un escenario en el mejor de los casos que asume el rendimiento energético, tasa de degradación, La vida útil y las condiciones de financiación de los módulos en tándem son similares a las de los módulos de silicio por sí solos. El estudio también reconoce que los valores de la prima de costo variarán según la región.
"Nuestro estudio anterior define el panorama tecnológico de los tándems; este estudio describe el panorama económico para estas futuras tecnologías solares que solo ahora se están creando en laboratorios. Les dice a los investigadores cuánto dinero se les permite gastar para realizar las mejoras de eficiencia esperadas de tándems, "dice Yu.
