一项新的研究表明，与太阳能发电行业内的普遍看法相反，新型太阳能电池和面板不一定要持续25到30年才能在当今市场上具有经济可行性。
相反，即使对于电网规模的安装，初始使用寿命短至10年的太阳能电池板有时也具有经济意义-因此有可能为有前途的新太阳能光伏技术打开大门，这些新技术被认为不足以广泛使用。
乔特·吉恩(Joel Jean)是麻省理工学院前博士后，新兴公司Swift Solar的首席执行官，在一篇名为《焦耳》的论文中对新发现进行了描述。VladimirBulović，电气工程和计算机科学教授，麻省理工学院的主任。美国科罗拉多州国家可再生能源实验室(NREL)的迈克尔·伍德豪斯(Michael Woodhouse)。
“当您与太阳能领域的人们交谈时，他们会说任何新的太阳能电池板必须使用25年。”“如果有人提出一种具有10年使用寿命的新技术，那么没人会去看它。这被认为是该领域的常识，这简直是残酷的。”
Jean补充说：“这是一个巨大的障碍，因为您无法证明在一两年或什至10年内有25年的使用寿命。”他说，这种推论使许多有前途的新技术停滞不前，因为传统的晶体硅技术在商业太阳能市场中占绝对优势。但是，研究人员发现，事实并非如此。
他说：“我们必须记住，人们最终关心的不是面板的成本;而是电力的平均成本。”换句话说，它是在系统使用寿命内交付的每千瓦时的实际成本，包括面板，逆变器，机架，布线，土地，安装人工，许可，电网互连以及其他系统组件的成本，以及维护费用。
今天太阳能行业的经济状况与过去不同的部分原因是，到目前为止，面板(也称为模块)的成本已经大幅下降，以至于现在，“系统平衡”成本-即，除了面板本身以外的所有内容-都超出了面板。这意味着，只要较新的太阳能电池板在电气和物理上与机架和电气系统兼容，就可以从经济上出发，在可用的情况下，用较新的，更好的面板替换这些面板，同时重新使用系统的其余部分。
“大多数技术都在面板中，但是大部分成本都在系统中，” Jean说。“而不是先安装系统，而是在30年后更换所有设备，如果您更早更换面板并保持其他所有不变，该怎么办?可能更经济地工作的原因之一是，如果要更高效地更换它们，那将是可行的。面板”，在全球范围内探索各种更高效，低成本的技术时，情况可能会如此。
他说，团队在分析中发现的是：“从理论上讲，只要有一些融资方面的注意事项，您就可以取得有竞争力的成本，因为您的新面板变得越来越好，使用寿命只有15年甚至10年”。
尽管太阳能电池的成本逐年下降，但Bulović说：“人们对于任何新的太阳能电池板技术都必须证明其25年寿命的期望一直是重言式。在这项研究中，我们表明面板变得更便宜，更高效，成本平衡发生了巨大变化。”
他说，新论文的目的之一是提醒研究人员，即使寿命相对较短，他们的新太阳能发明也可以具有成本效益，因此可以比预期的更快地采用和部署。他说，与此同时，投资者应该知道，他们会选择有效的太阳能技术来赚取更大的利润，这种技术可能不会持续很长时间，并知道可以定期用更新的，效率更高的面板代替这些面板。
Bulović说：“历史趋势表明，太阳能电池板技术年复一年地不断提高效率，而且这些改进势必会持续数年。”例如，基于钙钛矿的太阳能电池在不到十年前首次开发时，其效率仅为百分之几。但根据Bulović的说法，最近它们的创纪录性能超过了25%的效率，相比之下，创纪录的硅电池为27%，当今的标准硅模块约为20%。重要的是，在新颖的设备设计中，可以将钙钛矿太阳能电池堆叠在另一个钙钛矿，硅或薄膜电池之上，以将可达到的最大效率极限提高到40%以上，该极限远高于30%的基本极限。当今的硅太阳能技术。
布洛维奇希望这项研究将“改变已被公认的全球真理的范式”。他说，到目前为止，由于耐用性的要求，“许多有前途的技术甚至都还没有起步，因为门槛太高了”。
为了进行分析，该团队研究了三种不同类型的太阳能装置：典型的6千瓦住宅系统，200千瓦商业系统以及带有太阳能跟踪功能的大型100兆瓦公用事业规模系统。他们使用了美国太阳能系统的NREL基准参数，以及各种关于太阳能技术开发，融资以及更换后初始面板处置(包括回收使用过的组件)的处置的未来进展的假设。使用四个独立的工具对模型进行了验证，这些工具可用于计算平均电力成本(LCOE)，这是一种用于比较不同电力来源的经济可行性的标准指标。
他们发现，在所有三种安装类型中，根据当地情况的不同，在10到15年后更换新的模块在许多情况下都可以提供经济优势，同时又可以保持太阳能在环境和减少排放方面的诸多优势。成本竞争力的基本要求是，要在美国安装的任何新太阳能技术都应从至少20%的模块效率，每瓦成本不超过30美分的寿命以及至少使用寿命的开始10年，在这三个方面都有改进的潜力。
Jean指出，当今被认为是标准的太阳能技术，主要是基于硅的薄膜技术，以及诸如碲化镉的薄膜变体，“它们在初期并不十分稳定。之所以能够持续25至30年，是因为它们已经发展了几十年。”他说，新的分析现在可能为一些有前途的较新技术打开大门，这些新技术应以足够的规模进行部署，以逐步积累类似水平的经验和改进，并比不更换模块时更早地对气候变化产生影响。 。
布洛维奇说：“这可能使我们能够提出将在葡萄树上死掉的想法”，因为人们认为延长寿命至关重要。