એક અલગ પ્રકારની સૌર ટેકનોલોજી મોટા પાયે આગળ વધવા માટે તૈયાર છે

આજે વિશ્વના છત, ખેતરો અને રણને આવરી લેતા મોટાભાગના સૌર પેનલ્સમાં સમાન ઘટક હોય છે: સ્ફટિકીય સિલિકોન. કાચા પોલિસિલિકોનમાંથી બનેલી આ સામગ્રીને વેફરમાં આકાર આપવામાં આવે છે અને તેને સૌર કોષોમાં વાયર કરવામાં આવે છે, જે ઉપકરણો સૂર્યપ્રકાશને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તાજેતરમાં, આ અનન્ય ટેકનોલોજી પર ઉદ્યોગની નિર્ભરતા એક પ્રકારની જવાબદારી બની ગઈ છે. સપ્લાય ચેઇન અવરોધોધીમા પડી રહ્યા છેવિશ્વભરમાં નવા સૌર સ્થાપનો. ચીનના શિનજિયાંગ પ્રદેશમાં મુખ્ય પોલિસિલિકોન સપ્લાયર્સ —ઉઇગુર પાસેથી બળજબરીથી મજૂરી કરાવવાનો આરોપ— યુએસ વેપાર પ્રતિબંધોનો સામનો કરી રહ્યા છે.

સદનસીબે, સ્ફટિકીય સિલિકોન એકમાત્ર એવી સામગ્રી નથી જે સૂર્યની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવામાં મદદ કરી શકે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, વૈજ્ઞાનિકો અને ઉત્પાદકો કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ સૌર ટેકનોલોજીના ઉત્પાદનને વિસ્તૃત કરવા માટે કામ કરી રહ્યા છે. કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ એક પ્રકારનો "પાતળો ફિલ્મ" સૌર કોષ છે, અને, જેમ કે તે નામ સૂચવે છે, તે પરંપરાગત સિલિકોન કોષ કરતાં ઘણો પાતળો છે. આજે, કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડનો ઉપયોગ કરતી પેનલ્સલગભગ 40 ટકા પુરવઠોયુએસ યુટિલિટી-સ્કેલ માર્કેટનો અને વૈશ્વિક સૌર બજારનો લગભગ 5 ટકા હિસ્સો. અને તેઓ વ્યાપક સૌર ઉદ્યોગ સામે આવતી અવરોધોનો લાભ મેળવવા માટે તૈયાર છે.

"આ ખૂબ જ અસ્થિર સમય છે, ખાસ કરીને સામાન્ય રીતે સ્ફટિકીય સિલિકોન સપ્લાય ચેઇન માટે," ઊર્જા સલાહકાર જૂથ વુડ મેકેન્ઝીના સૌર સંશોધન વિશ્લેષક કેલ્સી ગોસે જણાવ્યું. "આગામી વર્ષમાં કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ ઉત્પાદકો માટે વધુ બજાર હિસ્સો લેવાની મોટી સંભાવના છે." ખાસ કરીને, તેણીએ નોંધ્યું, કારણ કે કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ ક્ષેત્ર પહેલાથી જ વિકસી રહ્યું છે.

જૂનમાં, સૌર ઉત્પાદક ફર્સ્ટ સોલારે કહ્યું હતું કે તે$680 મિલિયનનું રોકાણ કરોઉત્તરપશ્ચિમ ઓહિયોમાં ત્રીજા કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ સોલાર ફેક્ટરીમાં. જ્યારે સુવિધા પૂર્ણ થશે, 2025 માં, કંપની આ વિસ્તારમાં 6 ગીગાવોટના સોલાર પેનલ બનાવી શકશે. તે લગભગ 1 મિલિયન અમેરિકન ઘરોને વીજળી આપવા માટે પૂરતું છે. ઓહિયો સ્થિત અન્ય એક સોલાર કંપની, ટોલેડો સોલાર, તાજેતરમાં બજારમાં પ્રવેશી છે અને રહેણાંક છત માટે કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ પેનલ બનાવી રહી છે. અને જૂનમાં, યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી અને તેની નેશનલ રિન્યુએબલ એનર્જી લેબોરેટરી, અથવા NREL,$20 મિલિયનનો કાર્યક્રમ શરૂ કર્યોકેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ માટે સંશોધનને વેગ આપવા અને સપ્લાય ચેઇન વધારવા માટે. આ કાર્યક્રમનો એક ધ્યેય યુએસ સોલાર માર્કેટને વૈશ્વિક પુરવઠા અવરોધોથી દૂર રાખવામાં મદદ કરવાનો છે.

NREL અને ફર્સ્ટ સોલર, જે અગાઉ સોલાર સેલ ઇન્ક. તરીકે ઓળખાતું હતું, ના સંશોધકો 1990 ના દાયકાની શરૂઆતથી સાથે મળીને કામ કરી રહ્યા છે.કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ ટેકનોલોજી. કેડમિયમ અને ટેલ્યુરાઇડ અનુક્રમે ઝીંક ઓરને પીગળવા અને તાંબાને શુદ્ધ કરવાના ઉપ-ઉત્પાદનો છે. જ્યારે સિલિકોન વેફરને કોષો બનાવવા માટે એકસાથે વાયર કરવામાં આવે છે, ત્યારે કેડમિયમ અને ટેલ્યુરાઇડને પાતળા સ્તર તરીકે - માનવ વાળના વ્યાસના લગભગ દસમા ભાગ જેટલું - કાચના ફલક પર, અન્ય વીજળી-વાહક સામગ્રી સાથે લાગુ કરવામાં આવે છે. ફર્સ્ટ સોલાર, હવે વિશ્વની સૌથી મોટી પાતળી ફિલ્મ ઉત્પાદક, 45 દેશોમાં સૌર સ્થાપનો માટે પેનલ્સ પૂરા પાડે છે.

NREL વૈજ્ઞાનિક લોરેલ મેન્સફિલ્ડે જણાવ્યું હતું કે, સ્ફટિકીય સિલિકોન કરતાં આ ટેકનોલોજીના ચોક્કસ ફાયદા છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાતળી ફિલ્મ પ્રક્રિયાને વેફર-આધારિત અભિગમ કરતાં ઓછી સામગ્રીની જરૂર પડે છે. પાતળી ફિલ્મ ટેકનોલોજી લવચીક પેનલ્સમાં ઉપયોગ માટે પણ યોગ્ય છે, જેમ કે બેકપેક્સ અથવા ડ્રોનને આવરી લેતી અથવા ઇમારતના રવેશ અને બારીઓમાં સંકલિત. મહત્વપૂર્ણ વાત એ છે કે, પાતળી ફિલ્મ પેનલ ગરમ તાપમાનમાં વધુ સારી કામગીરી કરે છે, જ્યારે સિલિકોન પેનલ વધુ ગરમ થઈ શકે છે અને વીજળી ઉત્પન્ન કરવામાં ઓછી કાર્યક્ષમ બની શકે છે, તેણીએ જણાવ્યું હતું.

પરંતુ સ્ફટિકીય સિલિકોન અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપરવટ છે, જેમ કે તેમની સરેરાશ કાર્યક્ષમતા - એટલે કે પેનલ્સ સૂર્યપ્રકાશને શોષી લે છે અને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે તે ટકાવારી. ઐતિહાસિક રીતે, સિલિકોન પેનલ્સમાં કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ ટેકનોલોજી કરતાં વધુ કાર્યક્ષમતા રહી છે, જોકે આ અંતર ઓછું થઈ રહ્યું છે. આજના ઔદ્યોગિક રીતે ઉત્પાદિત સિલિકોન પેનલ્સ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે૧૮ થી ૨૨ ટકા, જ્યારે ફર્સ્ટ સોલારે તેના નવા કોમર્શિયલ પેનલ્સ માટે સરેરાશ 18 ટકા કાર્યક્ષમતા નોંધાવી છે.

છતાં, વૈશ્વિક બજારમાં સિલિકોનનું પ્રભુત્વ હોવાનું મુખ્ય કારણ પ્રમાણમાં સરળ છે. "તે બધું ખર્ચ પર આધારિત છે," ગોસે કહ્યું. "સૌર બજાર સૌથી સસ્તી ટેકનોલોજી દ્વારા ખૂબ જ સંચાલિત હોય છે."

તેણીએ જણાવ્યું હતું કે સ્ફટિકીય સિલિકોનનો દરેક વોટ સૌર ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે લગભગ $0.24 થી $0.25 ખર્ચ થાય છે, જે અન્ય દાવેદારો કરતા ઓછો છે. ફર્સ્ટ સોલારે જણાવ્યું હતું કે તે હવે તેના કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ પેનલ્સના ઉત્પાદન માટે પ્રતિ વોટ ખર્ચની જાણ કરતું નથી, ફક્ત એટલું જ કે 2015 થી ખર્ચમાં "નોંધપાત્ર ઘટાડો" થયો છે - જ્યારે કંપનીપ્રતિ વોટ $0.46 નો ખર્ચ નોંધાયેલ છે.— અને દર વર્ષે ઘટતા રહે છે. સિલિકોનની તુલનાત્મક સસ્તીતા માટે કેટલાક કારણો છે. કાચા માલ પોલિસિલિકોન, જેનો ઉપયોગ કમ્પ્યુટર અને સ્માર્ટફોનમાં પણ થાય છે, તે કેડમિયમ અને ટેલ્યુરાઇડના પુરવઠા કરતાં વધુ વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ અને સસ્તું છે. સિલિકોન પેનલ્સ અને સંબંધિત ઘટકો માટેના કારખાનાઓમાં વધારો થયો હોવાથી, ટેકનોલોજી બનાવવા અને ઇન્સ્ટોલ કરવાના એકંદર ખર્ચમાં ઘટાડો થયો છે. ચીની સરકારે પણ ભારેસમર્થિત અને સબસિડીવાળુંદેશના સિલિકોન સોલાર ક્ષેત્ર - એટલું બધું કેલગભગ ૮૦ ટકાવિશ્વની સૌર ઉત્પાદન પુરવઠા શૃંખલાનો એક ભાગ હવે ચીનમાંથી પસાર થાય છે.

પેનલના ખર્ચમાં ઘટાડો થવાને કારણે વૈશ્વિક સૌર ઉર્જામાં તેજી આવી છે. છેલ્લા દાયકામાં, વિશ્વની કુલ સ્થાપિત સૌર ઉર્જા ક્ષમતામાં લગભગ દસ ગણો વધારો થયો છે, જે 2011 માં લગભગ 74,000 મેગાવોટથી 2020 માં લગભગ 714,000 મેગાવોટ થઈ ગઈ છે.અનુસારઆંતરરાષ્ટ્રીય નવીનીકરણીય ઉર્જા એજન્સી. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ વિશ્વના કુલ ઉત્પાદનનો લગભગ સાતમા ભાગ ધરાવે છે, અને સૌર હવેસૌથી મોટા સ્ત્રોતોમાંથી એકદર વર્ષે યુ.એસ.માં સ્થાપિત થતી નવી વીજળી ક્ષમતાનો.

ઉત્પાદનના વિસ્તરણ સાથે કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ અને અન્ય પાતળી ફિલ્મ ટેકનોલોજીનો પ્રતિ વોટ ખર્ચ પણ ઘટવાની ધારણા છે.ફર્સ્ટ સોલાર કહે છે(જ્યારે તેની નવી ઓહિયો સુવિધા ખુલશે, ત્યારે કંપની સમગ્ર સૌર બજારમાં પ્રતિ વોટ સૌથી ઓછી કિંમત પ્રદાન કરશે.) પરંતુ ખર્ચ એકમાત્ર માપદંડ નથી જે મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે ઉદ્યોગની વર્તમાન સપ્લાય ચેઇન સમસ્યાઓ અને મજૂર ચિંતાઓ સ્પષ્ટ કરે છે.

ફર્સ્ટ સોલરના સીઈઓ માર્ક વિડમારે જણાવ્યું હતું કે કંપનીનો $680 મિલિયનનો આયોજિત વિસ્તરણ સ્વ-નિર્ભર સપ્લાય ચેઇન બનાવવા અને યુએસ સોલાર ઉદ્યોગને ચીનથી "અલગ" કરવાના મોટા પ્રયાસનો એક ભાગ છે. જોકે કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ પેનલ્સ કોઈપણ પોલિસિલિકોનનો ઉપયોગ કરતા નથી, ફર્સ્ટ સોલારે ઉદ્યોગ સામે અન્ય પડકારોનો અનુભવ કર્યો છે, જેમ કે દરિયાઈ શિપિંગ ઉદ્યોગમાં રોગચાળાને કારણે બેકલોગ્સ. એપ્રિલમાં, ફર્સ્ટ સોલારે રોકાણકારોને જણાવ્યું હતું કે અમેરિકન બંદરો પર ભીડ એશિયામાં તેની સુવિધાઓમાંથી પેનલ શિપમેન્ટ રોકી રહી છે. વિડમારે જણાવ્યું હતું કે યુએસ ઉત્પાદનમાં વધારો કંપનીને તેના પેનલ્સ મોકલવા માટે રસ્તાઓ અને રેલ્વેનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપશે, કાર્ગો જહાજો નહીં. અને કંપનીના તેના સોલાર પેનલ્સ માટે હાલના રિસાયક્લિંગ પ્રોગ્રામ તેને ઘણી વખત સામગ્રીનો ફરીથી ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે વિદેશી સપ્લાય ચેઇન અને કાચા માલ પરની તેની નિર્ભરતાને વધુ ઘટાડે છે.

ફર્સ્ટ સોલાર પેનલ્સનું નિર્માણ કરી રહ્યું છે, કંપની અને NREL બંનેના વૈજ્ઞાનિકો કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ ટેકનોલોજીનું પરીક્ષણ અને સુધારો કરવાનું ચાલુ રાખે છે. 2019 માં, ભાગીદારોએક નવો અભિગમ વિકસાવ્યોજેમાં વધુ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરવા માટે પાતળા ફિલ્મ સામગ્રીને કોપર અને ક્લોરિન સાથે "ડોપિંગ" કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આ મહિનાની શરૂઆતમાં, NRELપરિણામો જાહેર કર્યાગોલ્ડન, કોલોરાડોમાં તેની આઉટડોર સુવિધા ખાતે 25 વર્ષના ફિલ્ડ ટેસ્ટનું પરિણામ. કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ પેનલ્સની 12-પેનલ શ્રેણી તેની મૂળ કાર્યક્ષમતાના 88 ટકા પર કાર્યરત હતી, જે બે દાયકાથી વધુ સમયથી બહાર બેઠેલી પેનલ માટે એક મજબૂત પરિણામ છે. NREL રિલીઝ અનુસાર, આ અધોગતિ "સિલિકોન સિસ્ટમ્સ જે કરે છે તેની સાથે સુસંગત છે".

NREL વૈજ્ઞાનિક મેન્સફિલ્ડે જણાવ્યું હતું કે ધ્યેય સ્ફટિકીય સિલિકોનને કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડથી બદલવાનો અથવા એક ટેકનોલોજીને બીજી કરતા શ્રેષ્ઠ બનાવવાનો નથી. "મને લાગે છે કે બજારમાં તે બધા માટે એક સ્થાન છે, અને તે દરેક પાસે પોતાના ઉપયોગો છે," તેણીએ કહ્યું. "અમે ઇચ્છીએ છીએ કે બધી ઉર્જા નવીનીકરણીય સ્ત્રોતો તરફ જાય, તેથી તે પડકારનો સામનો કરવા માટે આપણને ખરેખર આ બધી વિવિધ પ્રકારની ટેકનોલોજીની જરૂર છે."