自20世纪70年代以来,太阳能电池板成本下降超99%,使光伏系统广泛应用。麻省理工学院一项发表在《公共科学图书馆·综合》(PLOS ONE)上的新研究,探讨了成本大幅降低的具体创新,揭示跨学科研究和行业网络技术进步的关键作用,该发现可助可再生能源公司做有效研发投资决策,助政策制定者确定优先领域。

研究团队包括资深作者杰西卡·特兰西克(Jessika Trancik)教授,以及Goksin Kavlak、Magdalena Klemun、前麻省理工学院博士后Ajinkya Kamat,还有国家可再生能源实验室的Brittany Smith和Robert Margolis。
此项工作基于研究人员此前开发的数学模型,该模型可梳理工程技术对光伏(PV)模块和系统成本的影响。此次研究旨在深入挖掘推动成本下降的科学进步,将定量成本模型与影响光伏系统材料、制造步骤和部署过程成本创新的详细定性分析相结合。
研究人员在早期确定关键成本驱动因素基础上,对文献进行结构化扫描寻找创新,分组找出规律,锁定最重要的创新,确定了自1970年以来影响光伏系统成本的81项独特创新。他们将光伏组件成本与系统平衡(BOS)成本分开,BOS成本更多取决于软技术,对PV过去成本改善贡献较小,自动许可软件等创新技术前景良好。
研究人员发现,半导体、电子、冶金和石油行业创新在降低光伏和BOS成本方面作用重大,BOS成本还受软件工程和电力公用事业创新影响。非创新因素也降低了一些成本变量,多数光伏板创新源自研究机构或行业,许多BOS创新由市政府、美国各州或专业协会开发。
分析表明,更强大的计算能力可在降低BOS成本方面发挥重要作用,机器人和人工智能驱动的数字工具对未来成本降低和质量改进作用将不断扩大。
除定性分析外,研究人员还展示了如何用此方法估计特定创新的定量影响。例如,估计20世纪80年代推出的线锯技术使整个光伏系统成本降低了每瓦5美元。
展望未来,研究人员计划将该方法应用于更广泛技术领域,包括其他可再生能源系统,还希望进一步研究软技术,以发现加速降低成本的创新或工艺。特兰西克称,虽技术创新过程看似像黑匣子,但已证明可像研究其他现象一样研究它。












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