太陽能光伏(PV)組件的成本急劇下降，在過去四十年中下降了99%，經常被吹捧為可再生能源技術的一個重要成功案例。但是，有一個問題從未得到充分解決：究竟是什么原因導致這種驚人的下降?
麻省理工學院研究人員的一項新分析確定了導致節約的原因，包括最重要的政策和技術變化。例如，他們發現幫助發展市場的政府政策在降低技術成本方面發揮了關鍵作用。在器件級，主要因素是“轉換效率”的增加，或者從給定量的太陽光產生的功率量。
這些見解有助于為未來的政策提供信息，并評估是否可以在其他技術中實現類似的改進。今天的研究結果發表在能源政策雜志上，麻省理工學院副教授Jessika Trancik，博士后Goksin Kavlak和研究科學家James McNerney撰寫。
該團隊研究了通過改變組件和制造工藝影響成本的技術水平(“低水平”)因素。太陽能電池技術有了很大改進;例如，電池在將太陽光轉換為電能方面變得更加有效。Trancik解釋說，像這樣的因素屬于一種處理物理產品本身的低級機制。
該團隊還估算了“高層”機制的成本影響，包括邊做邊學，研究和開發以及規模經濟。例子包括改進的生產工藝減少了生產的缺陷細胞數量，從而提高了產量，以及更大的工廠帶來了顯著的規模經濟。
這項涵蓋1980年至2012年(組件成本下降了97%)的研究發現，有6個低水平因素占成本總體下降的10%以上，其中4個因素每個至少占15%。Trancik說，結果表明“有許多不同旋鈕轉向的重要性，以實現成本的穩步下降。”降低成本的機會越多，他們就越不可能快速耗盡。
研究表明，這些因素的相對重要性隨著時間的推移而發生了變化。在早些年，通過改進設備本身和制造方法，研究和開發是主要的降低成本的高級機制。然而，在過去十年中，隨著太陽能電池和組件制造工廠變得越來越大，持續成本下降中最大的單一高級因素是規模經濟。
“這引發了哪些因素可以幫助延續成本下降的問題，”Trancik說。“植物大小有什么限制?”
Trancik表示，就政府政策而言，刺激市場增長的政策約占整體成本下降的60%，因此“在降低成本方面發揮了重要作用。”刺激市場增長的政策包括可再生能源組合標準，上網電價和各種補貼等措施。她表示，政府資助的研發占其他40%-盡管公共研發在前幾年發揮了更大的作用。
她補充道，這是重要的信息，因為“長期以來一直存在關于這些政策是否奏效的辯論-他們是否真的在推動技術改進?現在，我們不僅可以回答這個問題，我們可以說多少。”
Trancik說，這一發現基于對設備級機制的建模，而不是純粹的相關性分析，為技術創新和減少排放政策之間可以創造的“良性循環”提供了有力證據。隨著排放政策的實施，低碳技術市場增長，技術得到改善，未來減排成本可能下降。“這種分析有助于我們理解為什么會發生這種情況，以及反饋的強大程度。”
Trancik和她的同事計劃采用類似的方法來分析其他技術，如核電，以及太陽能裝置的其他部分-所謂的系統平衡，包括安裝結構和電力控制器所需的太陽能電池組件-未包括在本研究中。“我們開發的方法可以用作評估不同技術成本的工具，包括回顧性和前瞻性，”Kavlak說。
“這開辟了一種不同的技術變革建模方式，從設備層面到政策措施，以及介于兩者之間的一切，”Trancik說。“我們正在開辟技術創新的黑匣子。”
McNerney說：“展望未來，我們可以提高我們對通常使技術迅速改進的因素的直覺。將這種工具應用于太陽能光伏只是我們能做的事情的開始。”
雖然該研究關注的是過去的表現，但它所發現的因素表明“看起來這種技術有進一步提高成本的機會。”研究結果還表明，研究人員應繼續研究晶體硅的替代技術，這是當今太陽能光伏技術的主要形式，但許多其他品種正在積極探索，可能具有更高的效率或更低的材料成本。
該研究還強調了繼續提高制造系統效率的重要性，制造系統在降低成本方面的作用非常重要。“在這方面可能會有更多的收獲，”Trancik說。
上一篇：針對屋頂光伏電站找不到收購方該怎辦？ 下一篇：2018年的第一場雪來臨，光伏電站該如何應對？