Wie First Solar die Turbulenzen der Branche vermeidet

In einem Lagerhaus in einem anonymen Industriegebiet direkt am Freeway 101 in Santa Clara testet First Solar die Grenzen der Solarzellentechnologie. In dem weißwandigen Raum lagern Maschinen Cadmiumtellurid auf Scheiben aus hochreinem Glas ab, um Sonnenkollektoren herzustellen. An dem Tag, an dem ich ihn in diesem Frühjahr besuchte, herrschte hier die gedämpfte, intensive Atmosphäre eines Operationssaals eines Krankenhauses.

In den letzten drei Jahren hat First Solar stark in seine F&E-Einrichtungen investiert, einschließlich des Labors in Santa Clara. Während der heutige Solarmarkt von Zellen aus Silizium dominiert wird, produziert First Solar Dünnschichtzellen (die, wie der Name schon sagt, weniger dick und flexibler als herkömmliche Siliziumzellen sind), die aus einer Verbindung der Elemente Cadmium und Tellur bestehen . Das in Arizona ansässige Unternehmen setzt darauf, dass Zellen aus Cadmiumtellurid Sonnenenergie viel effizienter in Strom umwandeln können.

Letzten Monat gab First Solar bekannt, dass es einen neuen Effizienzrekord für Cadmium-Tellurid-Zellen aufgestellt hat: Geräte, die in seinem Forschungslabor hergestellt wurden, wandelten 22,1 Prozent der Energie des Sonnenlichts in Elektrizität um (siehe First Solar’s ​​Cells Break Efficiency Record ). In der Praxis haben die Zellen von First Solar einen Wirkungsgrad von fast 17 Prozent erreicht, vergleichbar mit Solarmodulen auf Siliziumbasis. Während Silizium traditionell effizienter als Cadmiumtellurid war, zeigen die jüngsten Ergebnisse von First Solar, dass seine Zellen Silizium schnell übertreffen.



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Das Streben von First Solar, die Zukunft der Solarenergie zu erfinden, findet inmitten von Turbulenzen statt, die viele Solarunternehmen nach dem Zusammenbruch von SunEdison erfasst haben (siehe Warum der Solargigant SunEdison dem Untergang geweiht sein könnte ). Trotz der Tatsache, dass das letzte Quartal 2015 gemessen an installierten Megawatt der beste Dreimonatszeitraum in der Geschichte der Branche war und der Kongress im Dezember die Investitionssteuergutschrift verlängerte, die Gutschriften im Wert von 30 Prozent des Werts von Anlagen vorsieht, Aktien in großen Solarentwicklern wie Sunrun und SolarCity haben in den letzten Monaten fast die Hälfte ihres Wertes verloren. Im Gegensatz dazu stieg die Aktie von First Solar um 17 Prozent, nachdem sie Ende Februar starke Ergebnisse für 2015 gemeldet hatte. Noch wichtiger ist, dass First Solar im Gegensatz zu den meisten seiner Konkurrenten profitabel ist: Das Unternehmen machte 2015 546 Millionen US-Dollar mit einem Umsatz von fast 3,6 Milliarden US-Dollar.

First Solar wurde 1999 gegründet und ist sowohl Anbieter von Solarmodulen als auch Entwickler eigener großer Solarparks. In den letzten zehn Jahren, als Billighersteller in China die Kosten für Standard-Solarmodule gesenkt haben, hat First Solar stark in hochentwickelte und teure Zelltechnologie investiert. Das Unternehmen gibt rund 4 Prozent seines Umsatzes für Forschung und Entwicklung aus, fast doppelt so viel wie der Durchschnitt der Solarbranche.

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Auch wenn sich die Industrie auf siliziumbasierte Solarzellen konzentriert hat, die inzwischen fast 95 Prozent des Marktes kontrollieren, hat First Solar Cadmiumtellurid als Grundmaterial für seine Dünnschichttechnologie beibehalten. Und im Gegensatz zu Solar City, das in Buffalo eine 750-Millionen-Dollar-Fabrik zur Herstellung von Silizium-Solarzellen baut, konzentriert sich First Solar auf den Markt für Solarparks im Versorgungsmaßstab und nicht auf den Markt für Wohndächer.

Wie das obige Diagramm zeigt, sind Solarzellen aus multikristallinem Silizium (die etwa 80 Prozent des Siliziummarktes ausmachen) bei etwa 20 Prozent Wirkungsgrad für Forschungszellen im Labor ins Stocken geraten, was sich in der Praxis auf etwa 16 Prozent umwandelt. Anfang dieses Monats sagte First Solar, dass seine Zellen innerhalb von zwei Jahren einen Wirkungsgrad von 24 Prozent erreichen könnten und dass seine Module im realen Betrieb in drei Jahren 19 Prozent erreichen könnten. Cadiumtellurid ist besonders wirksam in heißen, feuchten Regionen wie dem Südosten und Südasien der USA, wo in den kommenden Jahren ein Großteil des Wachstums des Solarmarktes im Versorgungsmaßstab erwartet wird.

Dünnschichtzellen sind auch einfacher herzustellen. Der Dampfabscheidungsprozess von First Solar dauert etwa dreieinhalb Stunden, um ein Solarmodul herzustellen, von der sauberen Glasscheibe bis zum fertigen Produkt. Die Herstellung herkömmlicher Siliziumplatten erfordert zunächst das Backen des Siliziums in einem Hochtemperaturofen und kann von Anfang bis Ende mehr als zwei Tage dauern. First Solar konzentriert sich auf Effizienzsteigerungen und Fertigungsinnovationen und hat dort Erfolg, wo andere Hersteller von Cadmium-Tellurid-Solarmodulen versagt haben. Im Jahr 2013 erwarb First Solar die Technologie von GE, nachdem GE Pläne für eine 300-Millionen-Dollar-Anlage in Colorado abgesagt hatte.

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Die Forschungsanalystin von Guggenheim Securities, Sophie Karp, schätzt, dass die Herstellung von Siliziummodulen zwischen 69 und 80 Cent pro Watt kostet; Dünnfilm-Cadmium-Tellurid kosten zwischen 60 und 70 Cent. Das bedeutet für First Solar eine einfache Rechnung: Effizientere Module, die zu geringeren Kosten hergestellt werden als die konventionellen Konkurrenten.

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