سهم هزینه سلول‌سازی تقریباً 50 درصد از قیمت فروش مدول خورشیدی را تشکیل می‌دهد، اما سلول‌های خورشیدی هنوز هم گران‌ترین جزء تشکیل دهنده این مدول‌ها هستند. معرفی فرمت‌های بزرگ‌تر سلول مانند M10 و G12 و همچنین انواع مستطیلی آن‌ها، امکان تولید توان بالاتر مدول و مزایای بیشتری در کارایی مدول را فراهم می‌آورد، هرچند این امر به افزایش اندازه مدول منجر می‌شود. با افزایش اندازه سلول‌ها، توان تولیدی مدول‌ها افزایش می‌یابد و این به معنای کاهش هزینه به ازای وات برای تولید انرژی خورشیدی است. این تغییرات به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا با کاهش هزینه‌ها، رقابت‌پذیری بیشتری داشته باشند.
هزینه‌های مدول‌سازی عمدتاً تحت تأثیر هزینه‌های مواد و اجزای تشکیل دهنده مدول است. بنابراین، بهبود عملکرد مدول و کاهش هزینه‌های مواد و لوازم ضروری است تا هزینه‌های کلی مدول کاهش یابد. بدیهی است موارد زیادی باید در طراحی و بهینه‌سازی مدول‌ها در نظر گرفته شوند. رویکردهایی برای افزایش عملکرد مانند کاهش تلفات نوری، به عنوان مثال، کاهش بیشتر انعکاس شیشه پوشش جلویی، کاهش تلفات مقاومتی و کاهش تلفات اتصال بین سلولی وجود دارند. رویکردهای کاهش هزینه‌های مواد و لوازم مدول‌سازی به طور کلی شامل موارد زیر است:
- کاهش حجم مواد، مانند کاهش ضخامت مواد،
- جایگزینی (تعویض) مواد گران‌قیمت،
- و کاهش ضایعات مواد که نه تنها به سودآوری بیشتر کمک می‌کند بلکه اثرات محیط زیستی را نیز کاهش می‌دهد.
شیشه، بخش اصلی مدول خورشیدی
تمام مواد و لوازم کلیدی غیر از سلول در هزینه تولید مدول سهم مشابهی دارند. شیشه گران‌ترین ماده در یک مدول است و وزن و ویژگی‌های انتقال نور آن را تعیین می‌کند. ضخامت شیشه نیز برای پایداری مکانیکی مدول اهمیت دارد. شیشه در مدول‌های استاندارد به عنوان پوشش جلویی استفاده می‌شود و در مدول‌های شیشه‌ای-شیشه‌ای (به ویژه برای کاربردهای دوطرفه) هم به عنوان پوشش جلویی و هم پوشش پشتی استفاده می‌شود.
شکل بالا و شکل زیر روند تغییرات ضخامت شیشه جلویی را به ترتیب برای مدول‌های شیشه‌ای-شیشه‌ای و شیشه‌ای-فویل نشان می‌دهند. ضخامت بین 2 تا 3 میلی‌متر در حال حاضر رایج است. انتظار می‌رود شیشه با ضخامت کمتر از 2 میلی‌متر در سال‌های آینده سهمی از بازار را به دست آورد. ضخامت کمتر از 2 میلی‌متر در بازار موجود است که سهم آن نزدیک به 5 درصد در سال 2024 خواهد بود و پیش‌بینی می‌شود که این سهم در سال‌های آینده به حدود 20 درصد در سال 2034 برسد. با این حال، غالب بودن ضخامت بین 2 تا 3 میلی‌متر ادامه خواهد داشت. مقاومت شیشه موضوعی مهم و غیر قابل چشم‌پوشی است به ویژه در شرایط اعمال بار سنگین و در زمان بارش تگرگ.
شیشه روی مدول خورشیدی
همانطور که در شکل زیر دیده می‌شود شیشه رول‌شده در تولید مدول‌های امروزی غالب است. سهم بازار شیشه شناور حدود 4 درصد در سال 2023 خواهد بود و انتظار می‌رود در طی 10 سال آینده به حدود 10 درصد افزایش یابد. شیشه شناور به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند یکنواختی و کیفیت بالا، به تدریج جایگزین شیشه‌های رولی خواهد شد. ضخامت شیشه پشتی مشابه ضخامت شیشه جلویی است و در برخی موارد نازک‌تر است. ضخامت رایج بین 2 میلی‌متر و 3 میلی‌متر است. ضخامت کمتر از 2 میلی‌متر از سال 2022 در بازار وجود داشته و پیش‌بینی می‌شود که سهم بازار آن در سال‌های آینده به حدود 25 درصد در سال 2034 برسد.
شیشه پشت مدول خورشیدی
شیشه رول‌شده امروزه سهم عمده بازار شیشه پشتی مدول خورشیدی را در اختیار دارد. اما انتظار می‌رود استفاده از شیشه شناور در آینده افزایش یابد و سهم آن به حدود 30 درصد در سال 2034 برسد. همچنین بخشی از بازار توسط شیشه‌های معماری نسبتاً مقرون‌به‌صرفه تأمین خواهد شد که پیش‌بینی می‌شود به حدود 4 درصد در سال 2034 برسد.
استفاده از پوشش‌های ضد انعکاس (AR) به یک استاندارد تبدیل شده است تا انتقال نور شیشه پوشش جلویی را بهبود بخشد. شیشه با پوشش AR همچنان ماده غالب پوشش جلویی برای مدول‌های PV سیلیکون کریستالی (c-Si) در آینده خواهد بود. پوشش‌های ضد انعکاس باعث افزایش کارایی پنل‌ها می‌شوند زیرا نور بیشتری را جذب کرده و تلفات نوری را کاهش می‌دهند. این امر به افزایش تولید انرژی و کاهش هزینه‌ها کمک خواهد کرد.
لحیم‌کاری و اتصال بخش‌های مختلف مدول
لحیم حاوی سرب به عنوان فناوری اصلی مورد انتظار برای 10 سال آینده شناخته می‌شود. چسب‌های الکتریکی رسانا برای اتصال سلول‌ها پیش‌بینی می‌شود که از حدود 2 درصد در سال 2023 به حدود 13 درصد در سال 2034 سهم بازار را به دست آورد. همچنین، درصد بدون سرب برای اتصال سلول‌ها که عمدتاً تحت تأثیر تکنولوژی SHJ (سلول‌های خورشیدی با جبهه‌ی هیدروژن) است، انتظار می‌رود سهم بازار آن از 6 درصد در سال 2023 به 31 درصد در سال 2034 افزایش یابد. پیش‌بینی می‌شود برخی دیگر از فناوری‌ها مانند نوارزنی و راه‌حل‌های مرتبط با تماس پشتی نیز سهم بازار پایینی داشته باشند.
افزایش استفاده از لحیم‌کاری بدون سرب به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و مقررات سخت‌گیرانه‌تر در مورد استفاده از مواد مضر مانند سرب است. همچنین، چسب‌های الکتریکی رسانا به دلیل مزایای خود مانند کاهش وزن و بهبود کارایی به مرور در حال به دست آوردن سهم بازار هستند. روند تغییرات در بازار نشان‌دهنده تغییرات در صنعت انرژی خورشیدی و تأثیر فناوری‌های جدید بر روی روش‌های اتصال سلول‌ها هستند. این تغییرات می‌توانند به بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌ها کمک کنند و در نهایت به رشد سریع‌تر بازار انرژی خورشیدی منجر شوند.
با توجه به تمامی این عوامل، صنعت انرژی خورشیدی به سمت بهینه‌سازی هرچه بیشتر فرآیندها و مواد حرکت می‌کند تا بتواند با چالش‌ها و نیازهای جدید سازگار شده و هزینه‌های تولید را به حداقل برساند.
