Một nghiên cứu kéo dài 5 năm của Sandia Labs về sự xuống cấp của mô-đun năng lượng mặt trời cho thấy 13 trong số 23 loại mô-đun được thử nghiệm có tuổi thọ hiệu quả vượt quá 30 năm.
Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã kết thúc một nghiên cứu suy thoái mô-đun năng lượng mặt trời tuổi thọ sớm kéo dài 5 năm nhằm kiểm tra 834 mô-đun quang điện hiện trường, đại diện cho 13 loại từ bảy nhà sản xuất ở ba vùng khí hậu.
Báo cáo, được công bố gần đây trên tạp chí Progress in Photovoltaics, đã nghiên cứu tổng cộng 23 hệ thống. Sáu trong số các hệ thống được nghiên cứu đã được xác định là có tỷ lệ xuống cấp sẽ vượt quá giới hạn bảo hành của bảng điều khiển trong tương lai, trong khi 13 hệ thống đã chứng minh khả năng kéo dài tuổi thọ của chúng hơn 30 năm. “Thời gian tồn tại” trong nghiên cứu này được định nghĩa là khoảng thời gian một tấm pin mặt trời vẫn sản xuất điện trên 80% so với đầu đời của nó.
Báo cáo cho biết chi phí mô-đun đã giảm 85% kể từ năm 2010 do tính kinh tế theo quy mô, hiệu quả cao hơn trong thiết kế tế bào, tự động hóa dây chuyền sản xuất, mô-đun lớn hơn và những thay đổi đối với các thành phần vật liệu như bảng tính sau. Nó nói rằng chi phí thấp hơn đã dẫn đến việc năng lượng mặt trời trở thành một phần trung tâm của việc xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng ngày nay, nhưng lưu ý rằng việc cắt giảm chi phí thiết kế và thay đổi vật liệu có thể dẫn đến giảm tỷ lệ suy thoái, do đó có thể hủy bỏ nhiều kết quả tích cực của chi phí mô-đun thấp hơn.
Nghiên cứu suy thoái cho thấy rằng suy thoái rất phi tuyến tính theo thời gian và các biến thể theo mùa có trong một số loại mô-đun. Giá trị tỷ lệ suy thoái trung bình và trung bình lần lượt là −0,62% / năm và −0,58% / năm phù hợp với tỷ lệ được đo cho các mô-đun cũ hơn.
Báo cáo cho biết thị phần của các loại tế bào đã thay đổi đáng kể trong những năm gần đây. Vào năm 2018, thiết kế trường bề mặt sau bằng nhôm thông thường (Al-BSF) thống trị sản lượng pin mặt trời toàn cầu, chiếm tới 90%. Đến năm 2020, thị phần chuyển sang chỉ 15% AI-BSF và 80% khái niệm tế bào hiệu quả cao như bộ phát thụ động và ô phía sau (PERC), bộ phát thụ động với ô khuếch tán cục bộ phía sau (PERL), bộ phát thụ động phía sau ô khuếch tán hoàn toàn ( PERT), tiếp xúc dị thể silic (SHJ) và tiếp xúc thụ động ôxít đường hầm (TOPCon).
Báo cáo cho biết còn thiếu dữ liệu trường dài hạn cho các công nghệ mô-đun và tế bào mới này. Nó nhằm mục đích giải quyết tình trạng thiếu dữ liệu đó bằng cách nghiên cứu từng công nghệ này trong lĩnh vực này theo thời gian.
Sự khác biệt về đánh giá công suất trên bảng tên dao động trong khoảng −3,6% đến 4% với mức ổn định nguồn ban đầu thay đổi từ −3,3% đến + 0,6%. Các phép đo flash qua flash cho thấy hiệu suất thay đổi với tính thời vụ khuếch đại các biến thể.
Nhìn chung, tỷ lệ suy thoái được tìm thấy trong công trình nằm trong giá trị quan sát được trong quá khứ từ năm 1979 đến năm 2014 của các công nghệ mô-đun đối với các công nghệ quang điện truyền thống đắt tiền hơn. Nghiên cứu kết luận, mặc dù chi phí giảm mạnh trong thập kỷ qua, tỷ lệ xuống cấp của mô-đun dường như không bị ảnh hưởng, ít nhất là đối với mẫu được điều tra trong báo cáo.
