ITRPV: kosten zonnepanelen dalen komende 10 jaar met tientallen procenten, standaardisatie belangrijk

De kosten van zonnepanelen dalen de komende 10 jaar met tientallen procenten, maar standaardisatie is daarbij wel een belangrijke randvoorwaarde. Het is de belangrijkste conclusie van de 14^e editie van de ITRPV.

De redactie van Solar Magazine zet de highlights van de International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) op een rij.

Hogere efficiënties
De onderzoekers constateren dat het marktaandeel voor kristallijn silicium voor 95 procent en dat van dunne film – 5 procent – ongewijzigd zijn gebleven bij een wereldwijde productiecapaciteit die eind 2022 gegroeid was tot 600 gigawattpiek. Daarbij werd afgelopen kalenderjaar 295 gigawattpiek aan zonnepanelen uitgeleverd, waarvan 258 gigawattpiek daadwerkelijk werd geïnstalleerd en begin 2023 nog 37 gigawattpiek zich in opslag bevond.

Efficiëntieverbeteringen in de passivated emitter rear cell (perc)-technologie voor zonnecellen, de uitrol van op n-type silicium gebaseerde producten en het gebruik van grotere wafers in grotere zonnepanelen resulteerden in hogere gemiddelde efficiënties van zonnepanelen. Het gebruik van grotere wafers maakte daarbij nieuwe vermogensklassen van pv-modules van 600 wattpiek en meer mogelijk.

Daarbij is een verschuiving zichtbaar van perc-technologie naar op n-type silicium gebaseerde tunnel oxide passivated contacts (TOPCon)- en heterojunctiezonnecellen. Alle nieuwe fabrieken die nu gebouwd worden, zullen volgens de onderzoekers vanaf het begin klaar zijn voor grote zonnecelformaten. Fabrikanten investeren bovendien in de modernisering van oudere, bestaande productielijnen voor grote waferformaten en verhogen de zonnecelefficiëntie.

Leersnelheid
‘De pv-industrie kan de leersnelheid in de komende jaren op peil houden door de beproefde combinatie van kostenbeperkende maatregelen en de invoering van celperfecties voort te zetten’, aldus de onderzoekers. ‘Het gaat om verbeterd wafermateriaal, verbeterde voor- en achterkanten van zonnecellen, verfijnde lay-outs, de invoering van bifaciale zonnecelconcepten, verbeterde moduletechnologieën en de invoering van nieuwe zonneceltechnologieën. De invoering van grotere celformaten draagt bovendien bij tot de kostprijsvermindering van pv-systemen.’

Gebruik silicium
Een belangrijke manier om de kosten te verlagen, is het verminderen van het gebruik van silicium. Een 160 µm dikke monokristallijn siliciumwafer van 166 bij 166 millimeter weegt vandaag de dag ongeveer 10,1 gram.

‘Alle waferformaten zullen de komende 10 jaar aanzienlijk minder silicium verbruiken’, verwachten de onderzoekers. ‘De verwachte verminderingen bedragen respectievelijk 25 procent voor M6 en M10 en ongeveer 30 procent voor G12. Deze vermindering zal worden gerealiseerd door verbetering van de opbrengst bij kristallisatie en wafering, door verdere vermindering van kerfverlies en – het belangrijkst – door verdere vermindering van de waferdikte.’

Standaardisatie
De onderzoekers benadrukken dat standaardisatie van de verschillende waferformaten belangrijk is om de beschikbaarheid van geschikte productiemachines en materialen zoals glas en folie voor een kostenefficiënte productie van zonnepanelen mogelijk te maken. Het goede nieuws is daarbij dat op M10-wafers gebaseerde zonnepanelen nu een standaardbreedte van 1.134 millimeter hebben.