亚利桑那州立大学的新太阳能研究表明，以硅为基础的串联光伏组件将阳光转化为比现在的组件效率更高的电能，在美国将变得越来越有吸引力。
本周，《自然能源》（Nature Energy）刊登了一篇题为《美国硅基串联光伏组件的技术经济可行性》的论文，探讨了成本与提高效率之间的关系。这篇论文由阿苏·富尔顿工程学院、助理研究教授郑山J·余、研究生乔·V·卡彭特和助理教授扎卡里·霍尔曼撰写。
能源部的太阳能倡议于2011年启动，目标是到2020年使太阳能在成本上与传统能源竞争。该方案提前三年实现了每千瓦时0.06美元的目标，并确定了到2030年每千瓦时0.03美元的新目标。提高光伏组件的效率是降低太阳能发电成本的一条途径。如果达到这一目标，预计2030年美国太阳能装机量将比照常情况增加两倍。
但根据霍尔曼的说法，“现有的主导技术-硅-超过了其理论效率极限的90%，”这就需要探索新技术。然而，更高效的技术无疑会更昂贵，这促使Holman和合著者问：“模块效率翻一番是否需要成本翻一番？”
串联模块堆叠两个互补光伏材料-例如，在硅太阳能电池上的钙钛矿太阳能电池-以最好地利用太阳发射的全部光谱颜色，并超过任何一个组成的太阳能电池的效率。这项研究的目的是确定更昂贵的高效串联光伏组件可以并仍然在不断发展的太阳能市场上竞争。
结果表明，在预期的2020年美国住宅太阳能市场中，32个高效率的预期串联组件的成本可能是预期的22个高效率的硅组件的三倍以上，并且仍然以同样的成本生产电力。然而，这种溢价是一种最佳情况，假设串联模块的能量产量、退化率、使用寿命和融资条件与单个硅模块相似。该研究还承认，成本溢价价值将因地区而异。
“我们先前的研究定义了串联的技术景观；这项研究描绘了这些未来太阳能技术的经济景观，这些技术目前只是在实验室中创造出来的。它告诉研究人员，他们可以花多少钱来实现预期的协同增效，”Yu说。