एका वेगळ्या प्रकारची सौर तंत्रज्ञान मोठ्या प्रमाणात विकसित होण्यास सज्ज आहे.

आज जगातील छप्पर, शेत आणि वाळवंट व्यापणाऱ्या बहुतेक सौर पॅनेलमध्ये एकच घटक असतो: क्रिस्टलीय सिलिकॉन. कच्च्या पॉलिसिलिकॉनपासून बनवलेले हे साहित्य वेफर्समध्ये आकारले जाते आणि सौर पेशींमध्ये वायर केले जाते, जे सूर्यप्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करणारे उपकरण आहेत. अलिकडे, या एकमेव तंत्रज्ञानावर उद्योगाचे अवलंबित्व एक प्रकारचे बंधन बनले आहे. पुरवठा साखळीतील अडथळेमंदावत आहेतजगभरातील नवीन सौर प्रतिष्ठापने. चीनच्या शिनजियांग प्रदेशातील प्रमुख पॉलिसिलिकॉन पुरवठादार —उइघुरांकडून जबरदस्तीने काम करण्याचा आरोप— अमेरिकेच्या व्यापार निर्बंधांना तोंड देत आहेत.

सुदैवाने, क्रिस्टलीय सिलिकॉन हा एकमेव पदार्थ नाही जो सूर्याच्या ऊर्जेचा वापर करण्यास मदत करू शकतो. युनायटेड स्टेट्समध्ये, शास्त्रज्ञ आणि उत्पादक कॅडमियम टेल्युराइड सौर तंत्रज्ञानाचे उत्पादन वाढवण्यासाठी काम करत आहेत. कॅडमियम टेल्युराइड हा एक प्रकारचा "पातळ फिल्म" सौर सेल आहे आणि, जसे त्या नावावरून सूचित होते, तो पारंपारिक सिलिकॉन सेलपेक्षा खूपच पातळ आहे. आज, कॅडमियम टेल्युराइड वापरणारे पॅनेलसुमारे ४० टक्के पुरवठाअमेरिकेतील युटिलिटी-स्केल मार्केटचा आणि जागतिक सौर बाजारपेठेचा सुमारे ५ टक्के वाटा. आणि व्यापक सौर उद्योगासमोरील अडचणींमुळे त्यांना फायदा होईल.

"हा काळ खूपच अस्थिर आहे, विशेषतः सर्वसाधारणपणे क्रिस्टलीय सिलिकॉन पुरवठा साखळीसाठी," ऊर्जा सल्लागार गट वुड मॅकेन्झीच्या सौर संशोधन विश्लेषक केल्सी गॉस म्हणाल्या. "येत्या वर्षात कॅडमियम टेल्युराइड उत्पादकांना अधिक बाजारपेठेतील वाटा घेण्याची मोठी क्षमता आहे." विशेषतः, तिने नमूद केले, कारण कॅडमियम टेल्युराइड क्षेत्र आधीच वाढत आहे.

जूनमध्ये, सौर उत्पादक फर्स्ट सोलरने सांगितले की ते$680 दशलक्ष गुंतवणूक करावायव्य ओहायोमधील तिसऱ्या कॅडमियम टेल्युराइड सोलर फॅक्टरीत. २०२५ मध्ये ही सुविधा पूर्ण झाल्यावर, कंपनी या परिसरात ६ गिगावॅट्स किमतीचे सौर पॅनेल बनवू शकेल. सुमारे १० लाख अमेरिकन घरांना वीज देण्यासाठी ते पुरेसे आहे. ओहायो-आधारित आणखी एक सौर फर्म, टोलेडो सोलर, अलीकडेच बाजारात प्रवेश करत आहे आणि निवासी छतांसाठी कॅडमियम टेल्युराइड पॅनेल बनवत आहे. आणि जूनमध्ये, यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी आणि त्यांची नॅशनल रिन्यूएबल एनर्जी लॅबोरेटरी, किंवा एनआरईएल,२० दशलक्ष डॉलर्सचा कार्यक्रम सुरू केला.कॅडमियम टेल्युराइडसाठी संशोधनाला गती देणे आणि पुरवठा साखळी वाढवणे. या कार्यक्रमाचे एक उद्दिष्ट म्हणजे अमेरिकन सौर बाजारपेठेला जागतिक पुरवठ्याच्या अडचणींपासून वेगळे करणे.

NREL आणि फर्स्ट सोलर, ज्याला पूर्वी सोलर सेल इंक. म्हटले जात असे, येथील संशोधक १९९० च्या दशकाच्या सुरुवातीपासून एकत्र काम करत आहेत.कॅडमियम टेल्युराइड तंत्रज्ञान. कॅडमियम आणि टेल्युराइड हे अनुक्रमे जस्त धातू वितळवण्याचे आणि तांबे शुद्ध करण्याचे उपउत्पादने आहेत. सिलिकॉन वेफर्स पेशी बनवण्यासाठी एकत्र जोडले जातात, तर कॅडमियम आणि टेल्युराइड हे पातळ थर म्हणून - मानवी केसांच्या व्यासाच्या सुमारे एक दशांश - काचेच्या पॅनलवर, इतर वीज-वाहक पदार्थांसह लावले जातात. फर्स्ट सोलर, आता जगातील सर्वात मोठे पातळ फिल्म उत्पादक, यांनी 45 देशांमध्ये सौर प्रतिष्ठापनांसाठी पॅनेल पुरवले आहेत.

क्रिस्टलीय सिलिकॉनपेक्षा या तंत्रज्ञानाचे काही फायदे आहेत, असे एनआरईएलच्या शास्त्रज्ञ लोरेल मॅन्सफिल्ड म्हणाल्या. उदाहरणार्थ, पातळ फिल्म प्रक्रियेसाठी वेफर-आधारित दृष्टिकोनापेक्षा कमी साहित्य आवश्यक असते. पातळ फिल्म तंत्रज्ञान लवचिक पॅनेलमध्ये वापरण्यासाठी देखील योग्य आहे, जसे की बॅकपॅक किंवा ड्रोन झाकणारे किंवा इमारतीच्या दर्शनी भागांमध्ये आणि खिडक्यांमध्ये एकत्रित केलेले. महत्त्वाचे म्हणजे, पातळ फिल्म पॅनेल गरम तापमानात चांगले कार्य करतात, तर सिलिकॉन पॅनेल जास्त गरम होऊ शकतात आणि वीज निर्मितीमध्ये कमी कार्यक्षम होऊ शकतात, असे ती म्हणाली.

परंतु क्रिस्टलीय सिलिकॉनचा इतर क्षेत्रांमध्ये वरचढ हात आहे, जसे की त्यांची सरासरी कार्यक्षमता - म्हणजे पॅनेल सूर्यप्रकाश शोषून घेतात आणि विजेमध्ये रूपांतरित करतात त्याची टक्केवारी. ऐतिहासिकदृष्ट्या, सिलिकॉन पॅनल्समध्ये कॅडमियम टेल्युराइड तंत्रज्ञानापेक्षा जास्त कार्यक्षमता आहे, जरी ही अंतर कमी होत आहे. आजचे औद्योगिकरित्या उत्पादित सिलिकॉन पॅनल्स कार्यक्षमता प्राप्त करू शकतात१८ ते २२ टक्के, तर फर्स्ट सोलरने त्यांच्या नवीनतम व्यावसायिक पॅनल्ससाठी सरासरी १८ टक्के कार्यक्षमता नोंदवली आहे.

तरीही, जागतिक बाजारपेठेत सिलिकॉनचे वर्चस्व असण्याचे मुख्य कारण तुलनेने सोपे आहे. "हे सर्व किमतीवर अवलंबून आहे," गॉस म्हणाले. "सौर बाजारपेठ सर्वात स्वस्त तंत्रज्ञानाद्वारे चालविली जाते."

क्रिस्टलीय सिलिकॉनला प्रत्येक वॅट सौरऊर्जा निर्मितीसाठी सुमारे $0.24 ते $0.25 खर्च येतो, जो इतर स्पर्धकांपेक्षा कमी आहे, असे तिने सांगितले. फर्स्ट सोलरने म्हटले आहे की ते आता त्यांच्या कॅडमियम टेल्युराइड पॅनेलच्या निर्मितीसाठी प्रति वॅट खर्चाची नोंद करत नाही, फक्त २०१५ पासून खर्चात "लक्षणीय घट" झाली आहे - जेव्हा कंपनीप्रति वॅट $०.४६ चा अहवालित खर्च— आणि दरवर्षी कमी होत राहतात. सिलिकॉनच्या तुलनेने स्वस्तपणाची काही कारणे आहेत. संगणक आणि स्मार्टफोनमध्ये वापरला जाणारा कच्चा माल पॉलिसिलिकॉन कॅडमियम आणि टेल्युराइडच्या पुरवठ्यापेक्षा अधिक उपलब्ध आणि स्वस्त आहे. सिलिकॉन पॅनेल आणि संबंधित घटकांसाठी कारखाने वाढल्यामुळे, तंत्रज्ञान बनवण्याचा आणि स्थापित करण्याचा एकूण खर्च कमी झाला आहे. चिनी सरकारने देखील मोठ्या प्रमाणातसमर्थित आणि अनुदानितदेशाचे सिलिकॉन सौर क्षेत्र - इतके कीसुमारे ८० टक्केजगातील सौरऊर्जा उत्पादन पुरवठा साखळीचा एक भाग आता चीनमधून जातो.

पॅनेलच्या किमतीत घट झाल्यामुळे जागतिक सौरऊर्जा क्षेत्रात तेजी आली आहे. गेल्या दशकात, जगातील एकूण स्थापित सौरऊर्जा क्षमतेत जवळजवळ दहा पट वाढ झाली आहे, २०११ मध्ये सुमारे ७४,००० मेगावॅटवरून २०२० मध्ये जवळजवळ ७१४,००० मेगावॅटपर्यंत,त्यानुसारआंतरराष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा संस्था. अमेरिकेचा वाटा जगाच्या एकूण ऊर्जेच्या सुमारे एक-सातवां भाग आहे आणि सौर आतासर्वात मोठ्या स्रोतांपैकी एकदरवर्षी अमेरिकेत स्थापित होणाऱ्या नवीन वीज क्षमतेचे प्रमाण.

उत्पादन वाढेल तसतसे कॅडमियम टेल्युराइड आणि इतर पातळ फिल्म तंत्रज्ञानाचा प्रति वॅट खर्च देखील कमी होण्याची अपेक्षा आहे. (पहिला सोलर म्हणतो(ओहायोमध्ये नवीन सुविधा सुरू झाल्यावर, कंपनी संपूर्ण सौर बाजारपेठेत प्रति वॅट सर्वात कमी किंमत देईल.) परंतु उद्योगाच्या सध्याच्या पुरवठा साखळी समस्या आणि कामगार चिंता स्पष्ट करतात तसे खर्च हा एकमेव महत्त्वाचा निकष नाही.

फर्स्ट सोलरचे सीईओ मार्क विडमार म्हणाले की, कंपनीचा नियोजित $680 दशलक्ष विस्तार हा स्वयंपूर्ण पुरवठा साखळी तयार करण्याच्या आणि अमेरिकन सौर उद्योगाला चीनपासून "दुहेरी" करण्याच्या मोठ्या प्रयत्नांचा एक भाग आहे. जरी कॅडमियम टेल्युराइड पॅनेल कोणत्याही पॉलिसिलिकॉनचा वापर करत नसले तरी, फर्स्ट सोलरने उद्योगासमोरील इतर आव्हाने अनुभवली आहेत, जसे की सागरी शिपिंग उद्योगात साथीच्या आजारामुळे निर्माण झालेल्या अनुशेष. एप्रिलमध्ये, फर्स्ट सोलरने गुंतवणूकदारांना सांगितले की अमेरिकन बंदरांवर गर्दीमुळे आशियातील त्यांच्या सुविधांमधून पॅनेल शिपमेंट थांबत आहेत. यूएस उत्पादन वाढल्याने कंपनीला त्यांचे पॅनेल पाठवण्यासाठी रस्ते आणि रेल्वे वापरता येतील, मालवाहू जहाजे नाही, असे विडमार म्हणाले. आणि कंपनीच्या सौर पॅनेलसाठीच्या विद्यमान पुनर्वापर कार्यक्रमामुळे ते अनेक वेळा साहित्याचा पुनर्वापर करू शकते, ज्यामुळे परदेशी पुरवठा साखळी आणि कच्च्या मालावरील अवलंबित्व कमी होते.

फर्स्ट सोलर पॅनल्स तयार करत असताना, कंपनी आणि NREL या दोन्ही कंपन्यांचे शास्त्रज्ञ कॅडमियम टेल्युराइड तंत्रज्ञानाची चाचणी आणि सुधारणा करत आहेत. २०१९ मध्ये, भागीदारएक नवीन दृष्टिकोन विकसित केलाज्यामध्ये अधिक कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी पातळ फिल्म मटेरियलचे तांबे आणि क्लोरीनसह "डोपिंग" करणे समाविष्ट आहे. या महिन्याच्या सुरुवातीला, NRELनिकाल जाहीर केलेगोल्डन, कोलोराडो येथील त्यांच्या बाह्य सुविधेवर २५ वर्षांच्या फील्ड चाचणीचे निष्कर्ष. कॅडमियम टेल्युराइड पॅनल्सचा १२-पॅनलचा संच त्याच्या मूळ कार्यक्षमतेच्या ८८ टक्के कार्य करत होता, जो दोन दशकांहून अधिक काळ बाहेर पडलेल्या पॅनेलसाठी एक चांगला परिणाम होता. NREL च्या प्रकाशनानुसार, "सिलिकॉन सिस्टीम जे करतात त्याच्याशी सुसंगत आहे" असे क्षयीकरण झाले आहे.

एनआरईएलच्या शास्त्रज्ञ मॅन्सफिल्ड म्हणाल्या की, क्रिस्टलीय सिलिकॉनच्या जागी कॅडमियम टेल्युराइड वापरणे किंवा एका तंत्रज्ञानाला दुसऱ्यापेक्षा श्रेष्ठ म्हणून स्थापित करणे हे आमचे ध्येय नाही. "मला वाटते की बाजारात या सर्वांसाठी एक स्थान आहे आणि त्या प्रत्येकाचे स्वतःचे अनुप्रयोग आहेत," ती म्हणाली. "आम्हाला सर्व ऊर्जा अक्षय स्रोतांकडे जावी असे वाटते, म्हणून त्या आव्हानाला तोंड देण्यासाठी आम्हाला खरोखरच या सर्व प्रकारच्या तंत्रज्ञानाची आवश्यकता आहे."