NREL identificerer, hvor nye solteknologier kan være fleksible

Stive silicium solpaneler dominerer forsynings- og boligmarkedet, men der er mulighed for tyndfilms fotovoltaiske og nye teknologier, der er kendt for at være lette og fleksible, ifølge forskere ved U.S. Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory (NREL).

Tynde film såsom cadmiumtellurid (CdTe) og kobberindiumgalliumselenid (CIGS), sammen med perovskitter og andre nye teknologier, kunne være ideel til at generere den elektricitet, der er nødvendig til ubemandede droner, bærbare opladere, og bygningsfacader. De muligheder og udfordringer, der er forbundet med udbredt vedtagelse af disse ideer, vises i det nye Naturenergi papir, "Stigende markeder og faldende pakkevægt for solceller med høj specifik strøm."

"Vi undersøger grænserne bag effekt-til-vægt-forhold, og hvordan dette kan generere værdi for nye aktører inden for solceller, så de kan nå gigawatt-skala uden at skulle konkurrere direkte med silicium solpaneler, "sagde Matthew Reese, en NREL -forsker og hovedforfatter af papiret.

Avisen var medforfatter af Stephen Glynn, Michael Kempe, Deborah McGott, Matthew Dabney, Teresa Barnes, Samuel Booth, David Feldman, og Nancy Haegel, alle fra NREL.

Siliciumpaneler udgør 95 procent af det globale solmarked, produktion af elektricitet til forsyningsselskaber, boliger, og virksomheder, men forskerne identificerede applikationer, der skal overveje værditilbud ud over standardværdi -triaden af ​​omkostninger, effektivitet, og pålidelighed, der bruges til konventionelle solcellepaneler (PV). Fleksibilitet og mobilitet vil være vigtige faktorer, med teknologiens ydelse kvantificeret i watt pr. kilogram.

Forskerne identificerede tre markeder af høj værdi, hver med potentiale til kumulativt at generere en gigawatt (GW) elektricitet - til en pris over $ 1 per watt - i løbet af de næste 10 år:

• Luftfarts- og ubemandede luftfartøjer - Drivning af satellitter drives af ekstremt høje lanceringsomkostninger; der henviser til, der er et stigende ønske om at holde droner højt i meget lange perioder. For begge disse applikationer, begrænset plads gør effektivitet og vægt kritisk og omkostningssekundær. En vigtig aktør på dette marked er III-V PV, men selvom den er meget effektiv, er den også for dyr til mange applikationer.
• Bærbar opladning - Gør det let for en person at installere eller flytte en bærbar oplader driver behovet for PV -teknologi, der er effektiv og fleksibel. At finde den korrekte balance mellem disse krav og omkostninger kan bringe millioner af enheder i brug af militæret, katastrofehjælpere, og fritidsbrugere.
• Landtransport - Integrationen af ​​solceller i elektriske køretøjer vil konkurrere med elektricitet, der kommer fra nettet, men tilføjelsen kunne forlænge køreområdet. PV'en skulle bruge mindre paneler og være fleksibel nok til at passe til tagets konturer.

Forskerne identificerede disse markeder som mindre, men betydningsfulde, og dem, der vil betale en præmie for den merværdi, at teknologien er let til at understøtte initial, lav produktion. Når produktionen stiger, lavere omkostninger vil følge.

NREL -teamet fastslog, at den nedre grænse for en letvægts PV -enhed er mellem 300 og 500 gram pr. Nedenfor ville det reducere pålideligheden, holdbarhed, og sikkerhed. Et letvægtsmodul på undersiden af ​​dette område kan generere mere end en kilowatt elektricitet fra noget, der vejer så lidt som en pakke sodavand. Konventionelle moduler, selv uden den ekstra vægt fra monteringsudstyret, kan kræve 150-200 pund for at generere så meget strøm.