Innsatsgruppe fornybar kraft Rapport fra solgruppen mai 2010

Innsatsgruppe fornybar kraft Rapport fra solgruppen - 28. mai 2010

Innhold 1 Sammendrag og konklusjon... 3 2 Innledning... 5 2.1 Arbeidsgruppe solenergi... 5 2.2 Arbeidsprosess... 5 3 Tilstandsbeskrivelse... 7 4 Overordnet mål og ambisjoner for solindustrien... 10 5 Dagens FoU-D plattform og leverandørutvikling... 11 5.1 FoU-plattform... 11 5.2 Utvikling av leverandører... 11 6 Industriens ambisjoner, FoU mål og FoU-utfordringer... 12 6.1 Industriens mål 1: Verdensledende leverandør... 12 6.1.1 FoU-mål 1: Øke forståelsen av silisium som solcellemateriale, spesielt med hensyn til rollen til defekter, urenheter og komplekser (- 2020)... 13 6.1.2 FoU mål 2: Bedre forståelsen av prosesser for produksjon av silisium (-2020) 14 6.1.3 FoU mål 3: Utvikle nye metoder og teknologier for kutting for å minimalisere materialtap (-2017)... 15 6.2 Industriens ambisjon 2: Kostnadsreduksjon... 16 6.2.1 FoU mål 4: Sette sammen prosesser og materialer for å realisere høyeffektive solcellekonsepter ( - 2015)... 16 6.2.2 FoU mål 5: Utvikle nye prosesser for å lage solceller av tynne wafere (design og håndtering) ( - 2018)... 17 6.2.3 FoU mål 6: Utvikle nye prosesser og materialer for å øke effektiviteten til solcellepaneler ( - 2015)... 17 6.2.4 FoU mål 7: Utvikle nye konsepter og løsninger for mer kostnadseffektiv installasjon ( - 2014) 18 6.2.5 FoU mål 8: Solparker - mer drifts og vedlikeholdsvennlige løsninger (- 2014)... 19 6.3 Industriens ambisjon 3: Neste generasjons solcelleteknologi... 20 6.3.1 FoU mål 9: Utvikle neste generasjons disruptiv solcelleteknologi. Denne kan både være basert på silisium eller andre materialer (- 2015 for Si 2020 for andre materialer). 20 7 Prioriterte FoU- D mål... 21 8 Nødvendige tiltak for å nå FoU-mål... 22 9 Grenseflater mot andre aktiviteter... 24 10 Anbefaling... 24 2

1 Sammendrag og konklusjon Solenergi er en industri i sterk vekst og utvikling. Selv om den fortsatt er drevet av subsidier, har betydelig kostnadsreduksjon nå gjort at solstrøm begynner å bli konkurransedyktig med alternativer i områder med svært gode solforhold. Dette inkluderer store og viktige energimarkeder som California og Italia. Ytterligere kostnadsreduksjon er imidlertid nødvendig for at utviklingen skal fortsette. Norge er et foregangsland innenfor solenergi. Innenfor norsk solenergiforskning har det blitt bygget opp stor kapasitet og internasjonalt anerkjent kompetanse. I tillegg er det er allerede en mangfoldig industri som bidrar til verdiskapning i Norge. Industrien er sammensatt og består av både store lokomotiver og mindre selskaper og knoppskytingsbedrifter. Solforskningsmiljøet i Norge er stort, med betydelige forskningsmiljøer både i industrien, ved forskningsinstituttene og universitetene. Det har blitt bygget opp høy kompetanse på en rekke områder, spesielt langs hele verdikjeden for fremstilling av silisiumbaserte solcellepaneler, fra produksjon av silisium via modellering og utvikling av karakteriseringsteknikker til komponentfremstilling. Industriens ambisjoner og mål Innsatsgruppen har på overordnet nivå sammenstilt hvilke ambisjoner industrien har på solenergiområdet. Disse målene bygger på viktigheten ved å holde fokus der vi allerede har konkurransefortrinn, på Si-basert industri samt at vi må følge med og bidra til utvikling av nye konsepter for å unngå å bli akterutseilt i fremtiden. Med dette til grunn har vi kommet til følgende tre overordnede ambisjoner: 1. Opprettholde en posisjon som verdensledende leverandør av solcellesilisium og wafere av krystallinsk silisium 2. Redusere kostnadene på solstrøm ved å redusere kostnadene per W for solcellepaneler gjennom å øke virkningsgrader og redusere produksjonskostnader, samt ved å redusere kostnadene forbundet ved installasjon 3. Legge til rette for langsiktig utvikling av nye materialer og teknologier for framtidens solcellepaneler Det er viktig at Norge har FoU aktiviteter innen alle de tre områdene som er definert som industrielle mål. Med bakgrunn i dette er det prioritert FoU målsetninger for de viktigste temaene knyttet til industriens ambisjoner og mål: To mål er knyttet til industriambisjon om å opprettholde en posisjon som verdensledende leverandør av Si og Wafere o o Øke forståelsen av Si som solcellemateriale Bedre forståelse av prosesser for produksjon av Si Tre mål er knyttet til industriambisjonen om å redusere kostnadene på solstrøm ved å redusere kostnadene per Watt for solcellepaneler, gjennom å øke virkningsgrader, 3

redusere produksjonskostnader samt ved å redusere kostnadene forbundet ved installasjon o o o Utvikle prosesser og materialer for å realisere høyeffektive solcellekonsepter Utvikle nye prosesser og materialer for å øke effektiviteten til solcellepaneler Utvikle mer drifts og vedlikeholdsvennlige løsninger for solparker Ett mål er knyttet til industriambisjonen om å legge til rette for langsiktig utvikling av nye materialer og teknologier for fremtidens solcellepaneler o Utvikle neste generasjons disruptiv silisium baserte solcelleteknologi Med disse prioriterte målene vil vi ha fortsatt fokus på silisium og dermed bygge på det eksisterende konkurransefortrinnet vi har, samtidig som vi dekker områder langs hele verdikjeden. Tiltak for realisering og implementering av mål I tillegg til FoU-prosjekter er det også behov for modernisering av solcellelaboratoriene i Norge. FME-senterets forskningspartnere (IFE, NTNU, SINTEF og UiO) sendte en felles søknad på storskala infrastruktur til Forskningsrådet i 2009 på om lag 150 MNOK. Denne ble ikke rangert høyt nok til å konkurrere om midlene. Imidlertid var det interessant å bemerke at en av de kritiske kommentarene gikk ut på at investeringsplanen innen laboratorier for silisiumbaserte ikke var ambisiøs nok. I tillegg er det en stor utfordring i Norge i dag å få dekket demo- og pilotprosjekter og -anlegg. Dette kan dreie seg alt fra storskala pilotutstyr til produksjon av silisium eller storarealutstyr for påføring av nye materialer til forsøk på tilstrekkelig mengder solceller til å være industrielt relevante (ofte 1000, 10000 eller flere) eller bygging av prototyper på nytt karakteriseringsutstyr. Solindustrien er en typisk global høyteknologisk næring og en viktig forutsetning for at denne næringen fortsatt skal kunne utvikle seg i Norge også i framtiden er at vi må legge forholdene til rette for å vinne konkurransen om de gode hodene internasjonalt. For å lykkes her må det satses målrettet på et meget begrenset antall miljøer i Norge. En generell spredning av ressursene vil raskt undergrave eksisterende miljøers mulighet for og fortsatt å kunne utvikle seg og ta del i den internasjonale konkurransen. En slik form for prioritering vil nødvendigvis måtte bryte med tradisjonell praksis om en mer jevn nasjonal fordeling av ressurser til forskning i Norge. En viktig forutsetning for å lykkes i den stadig voksende internasjonale konkurransen innen dette feltet må det klart satses tungt og målrettet. 4

2 Innledning Foreliggende rapport beskriver solindustriens ambisjoner og mål samt nødvendig forskningsaktivitet for måloppnåelse. Rapporten har blitt utarbeidet på oppdrag og mandat fra styret i Energi21. Rapporten inngår som en av tre delrapporter i leveransen fra Innsatsgruppen Fornybar Kraft i Energi21. Ragne Hildrum fra Statkraft har ledet innsatsgruppen. Hovedmålsetningen med arbeidet har vært å konkretisere og handlingsrette anbefalinger gitt i Energi21 strategien fra 2008. Resultatene består av anbefalinger knyttet til mål for forskning, utvikling og demonstrasjon av ny teknologi, samt nødvendig tiltak for måloppnåelse. I tillegg visualiseres anbefalt implementering gjennom veikart for de ulike forskningstemaene. Rapporten er industridrevet, og forankret hos solindustriaktørene i Norge. Rapporten inngår som en av tre delrapporter i leveransen fra Innsatsgruppen Fornybar Kraft i Energi21: Vannkraft Vindkraft Solkraft 2.1 Arbeidsgruppe solenergi Arbeidet har blitt utarbeidet av et tverrfaglig team bestående av representanter fra industrien, forskningsmiljø, og myndigheter. Anne Jorun Aas fra Scatec Solar as har ledet gruppen, og arbeidet har blitt organisert gjennom felles arbeidsmøter og dialog mellom møtene. Anne Jorun Aas, gruppeleder Ragnar Tronstad Erik Stensrud Marstein Anders Elverhøi Terje Jensen Scatec Solar Elkem IFE UiO Dresser Rand I tillegg har gruppen fått innspill fra andre relevante aktører utover medlemmene i gruppen. 2.2 Arbeidsprosess Arbeidet har fulgt en arbeidsprosess bestående av 5 faser. Første steg i prosessen var å etablere en oversikt over dagens industri, med fokus på marked, aktører, teknologi, og kunnskap. Deretter ble industriens ambisjoner og målsetninger innenfor området etablert med tilhørende FoU-D mål. FoU-D målene synliggjør gapet mellom dagens FoU- D plattform og fremtidens behov for teknologi og nye løsninger. 5

Mål og tiltak er vurdert for hele innovasjonsprosessen. Fra forskning og utvikling til demonstrasjon og kommersialisering. Resultatet er veikart og anbefalinger. Veikartene adresserer industriens ambisjoner ut i tid, med tilhørende FoU-D mål og tiltak. Prosessen er illustrert i figur 1. Tilstandsbeskrivelse 2010 Industriens ambisjoner & Mål FoU-D gap FoU-D Mål & tiltak Veikart & anbefalinger Marked Teknologi Kunnskap FoU-D Teknologimål Produksjonsmål Markedsmål Kunnskapsmål Teknologiområder som ikke er dekket gjennom dagens FoU-D FoU-mål med basis i industriens ambisjoner og mål. Tiltak for måloppnåelse Mål og tiltak i tid. Hvilke tiltak bør iverksettes når for måloppnåelse Tidsperspektiv: 2010 2020+ Figur 1 Prosessbeskrivelse Innsatsgruppe Fornybar Kraft - Energi21 Rapportstrukturen er bygget opp med basis i prosessens ulike faser. Figur 2 Sol kilde til energi og verdiskaping Foto: Trond Moengen 6

3 Tilstandsbeskrivelse Solenergi er en industri i sterk vekst og utvikling. Selv om den fortsatt er drevet av subsidier, har betydelig kostnadsreduksjon nå gjort at solstrøm begynner å bli konkurransedyktig med alternativer i områder med svært gode solforhold. Dette inkluderer store og viktige energimarkeder som California og Italia. Ytterligere kostnadsreduksjon er imidlertid nødvendig for at utviklingen skal fortsette. I 2008 og 2009 ble det hvert år produsert mellom ca 5 og 7 GW solpaneler. Størstedelen, om lag 85 %, av verdensproduksjonen er basert på solceller fremstilt fra wafere laget av krystallinsk silisium. Innen dette området har Norge bygget opp et teknologisk konkurransefortrinn og svært god prosess- og materialforståelse gjennom en årrekke. Norsk industri og forskning står her bak en rekke nyvinninger av stor industriell betydning. Produksjonen av solceller i 2008 tilsvarte et forbruk av silisium av høy kvalitet ( solar grade (SoG-Si)) på mellom 50 og 70,000 MT. Mengden metallurgisk silisium (råstoff til all SoG-Si produksjon) som trengs utgjorde om lag 7 % av verdens produksjonskapasitet. Solindustrien er således en betydelig avtager av Si. En kraftig effektivisering av silisiumproduksjonen og silisiumforbruket per W har vært en forutsetning for kostnadsreduksjoner og industriell vekst. Norge er et foregangsland innenfor solenergi. Innenfor norsk solenergiforskning har det blitt bygget opp stor kapasitet og internasjonalt anerkjent kompetanse. I tillegg er det er allerede en mangfoldig industri som bidrar til verdiskapning i Norge. I 2009 var over 2000 personer tilknyttet denne industrien i Norge, og omsetningen lå trolig mellom 10 og 15 mrd. kroner. Det har blitt bygget opp et betydelig samarbeid mellom aktørene som muliggjør at synergier kan tas ut. Disse karakteristikkene beskrives i mer detalj under: Stor kapasitet og høy kompetanse: Solforskningsmiljøet i Norge er stort, med betydelige forskningsmiljøer både i industrien, ved forskningsinstituttene og universitetene. Det har blitt bygget opp høy kompetanse på en rekke områder, spesielt langs hele verdikjeden for fremstilling av silisiumbaserte solcellepaneler, fra produksjon av silisium via modellering og utvikling av karakteriseringsteknikker til komponentfremstilling. De eksisterende solcellemiljøene har vokst ut av forskningsmiljøer innen generiske disipliner, som fysikk, kjemi, materialvitenskap, metallurgi og nanoteknologi. I tillegg har industrien kunnet trekke veksler på viktig erfaring fra metallurgisk industri og automatisert produksjon, blant annet av bildeler. Mangfoldig industri: Industrien som er bygget opp er sammensatt og består både av store lokomotiver og mindre selskaper og knoppskytingsbedrifter. De store selskapene er i stor grad i stand til å bygge og drive egne forskningsmiljøer og laboratorier. Mindre selskaper er langt mer avhengige av forskningsinstitusjonene for å få tilgang til kompetanse og utstyr. Generelt kan vi dele opp industrien i tre typer, hver med sine særtrekk og behov: 7 Primærleverandører: Dette består av selskaper som bygger opp fabrikker i Norge som fremstiller råmaterialer til solceller eller selve solcellene. Dette er lokomotivene i den norske solcelleindustrien og de har stått for de tyngste industrietableringene i Norge. Selskaper her utvider nå også i større grad utenlands. Enkelte slike selskaper kan vurdere ny etablering i Norge hvis premissene for etablering og drift av fabrikker endrer seg. Eksempler her er REC, Elkem Solar og Norsun. Til tross for en betydelig intern

forskningsaktivitet benytter slike firmaer også i stor grad forskningsmiljøene ved instituttene og universitetene. Installasjonsindustri: Dette er firmaer som bygger solcellekraftverk. Her vil utlandet forbli det viktigste markedet. Imidlertid kan denne delen av næringen nyttiggjøre seg av norsk kompetanse, teknologi og produkter. Eksempler her er Statkraft Solar og Scatec Solar. Underleverandører: Dette er selskaper som leverer produkter, løsninger og tjenester, spesielt til primæraktørene. Dette er en stadig mer synlig del av den norske solcelleindustrien som betjener en voksende industri, både i Norge og utlandet. Eksempler her er Metallkraft, Washington Mills, Prediktor, Artech og Tronrud Engineering. Flere av selskapene i denne kategorien er helt avhengige av forskningsinstituttene og universitetene for å få tilgang til kompetanse og utstyr. Figur 3 Bilde av blokkrobotsenter fra Artech sine produksjonslinjer hos REC. Her brennes det inn en sporingskode i en multikrystallinsk silisiumblokk ved hjelp av laser. Betydelig samarbeid: Det er i økende grad et godt samarbeid mellom de viktigste aktørene i Norge. Dette er en viktig forutsetning for effektiv ressursbruk og oppbygging av tunge forskningsgrupper i Norge. Samarbeidsklimaet har gjort det mulig å utvikle gode, koordinerte forskningsprosjekter med mange partnere, som for eksempel FME-senteret The Norwegian Research Centre for Solar Cell Technology. Samlet sett har det i løpet av de siste årene blitt 8

bygget opp en infrastruktur i verdensklasse i Norge. Gjennom samarbeid kan denne muliggjøre forskning på høyt nivå langs det meste av verdikjeden For å sikre at Norge opprettholder posisjonen sin som foregangsland innenfor solenergi er det noen grunnleggende forutsetninger vi har lagt til grunn i det videre arbeidet Viktig å holde fokus der Norge er sterkest og der industrien satser tyngst på silisiumbaserte solceller: Solcellefeltet er svært bredt, Norge er et lite land og det vil være vanskelig å ha forskningssentre som er verdensledende på alle områder. Det er derfor viktig å ha en viss fokus og ikke spre ressurser på for mange områder. Viktige temaer her vil være solcellesilisium, silisiumproduksjon, modellering av produksjonsprosesser, nye karakteriseringsmetoder for materialer og komponenter, solcelleteknologi, solcellepanelteknologi, samt solenergisystemer. Vi må følge med og bidra til utvikling av nye konsepter: Det finnes solcelleteknologier som faller utenfor verdikjeden for fremstilling av silisiumbaserte solceller, inklusive enkelte nye solcellematerialer og revolusjonære solcellekonsepter. Slike utviklingsløp er nødvendigvis forbundet med en stor, teknologisk risiko. Imidlertid er det av betydning å følge med på og bidra til utviklingen av enkelte slike solcellekonsepter. Det er grunn til å tro at det vil skje vesentlige fremskritt innenfor dette svært aktive feltet internasjonalt, og det er derfor viktig at også det Norske miljøet følger med og tar i bruk egnede teknologier i fremtiden. For å komme i havn med slik forskning er det viktig med en viss tyngde og langsiktighet. Sikre nok ressurser til forskningsinfrastruktur, storskalaanlegg og pilotanlegg: forskningsinfrastruktur for solcelleforskning er dyrt å bygge opp og dyrt å drive. En utfordring i denne sammenheng er den raske internasjonale utviklingen i teknologi som nødvendiggjør hyppige nyinnkjøp. En annen utfordring er behovet for raskt å overføre prosesser til stor skala for effektiv teknologioverføring. Dette nødvendiggjør i mange tilfeller innkjøp av større utstyrsenheter som tillater fremstilling av større mengder materialer eller solceller av full størrelse. Det må være tilstrekkelig med ressurser til både innkjøp og drift av laboratorier som kan henge med i denne utviklingen. I tillegg er det i dag en utfordring å få finansiert storskalatester og pilotanlegg. Sikre topp internasjonalt konkurransedyktig forskningsmiljøer: For å sikre Norges ledende rolle innen solcelleindustrien over tid må det legges til rette for at landet sikres internasjonalt konkurransedyktige forskningsmiljø innen feltet. En indikasjon på at man har lykkes i dette arbeidet vil være evnen til å tiltrekke oss internasjonal topp kompetanse (studenter og forskere) så vel som at internasjonal material- og solcelleindustri plasserer sine forskningslaboratorier i Norge. Ved å legge til grunn denne type ambisjoner vil Norge også kunne være en viktig premissleverandør for den framtidige solcelleteknologien i verden. En viktig forutsetning for å kunne nå denne type målsetning er at det satses målrettet på et meget begrenset antall miljøer i Norge. 9

4 Overordnet mål og ambisjoner for solindustrien Innsatsgruppen har på overordnet nivå sammenstilt hvilke ambisjoner industrien har på solenergiområdet. Disse målene bygger på de to første forutsetningene nevnt over at det er viktig å holde fokus der vi allerede har konkurransefortrinn, på Si-basert industri samt at vi må følge med og bidra til utvikling av nye konsepter for å unngå å bli akterutseilt i fremtiden. Med dette til grunn har vi kommet til følgende tre overordnede mål: Opprettholde en posisjon som verdensledende leverandør av solcellesilisium og wafere av krystallinsk silisium Redusere kostnadene på solstrøm ved å redusere kostnadene per W for solcellepaneler gjennom å øke virkningsgrader og redusere produksjonskostnader, samt ved å redusere kostnadene forbundet ved installasjon Legge til rette for langsiktig utvikling av nye materialer og teknologier for framtidens solcellepaneler Figur 4 Solcelleanlegg Egglhausen Kilde: Scatec Solar 10

5 Dagens FoU-D plattform og leverandørutvikling 5.1 FoU-plattform Nivået på solcelleforskningen i universitets, høyskole og instituttsektoren har økt kraftig gjennom de siste årene og er nå på godt over 100 MNOK per år. Denne utviklingen har vært muliggjort gjennom finansiering fra en rekke aktører, blant annet Forskningsrådet, gjennom sine programmer NANOMAT, BIA og RENERGI, gjennom EU-prosjekter og Nordiske prosjekter, samt gjennom betydelig støtte fra Norsk solcelleindustri. Forskningen gjennomføres innenfor ulike prosjekttyper fra SIP/SUP via KMB og BIP til rene industriprosjekter. Til sammenlikning bør det nevnes at Norsk solcelleindustri bedriver intern forskning og utvikling i Norge for mellom 300 og 500 MNOK per år. Flere sentrale teknologiledere i bransjen vil derfor hevde at solcelleforskningen i Norge er sterkt underfinansiert fra det offentlige. Et prosjekt som kan trekkes frem i denne sammenhengen er FME-senteret The Norwegian Research Centre for Solar Cell Technology. Prosjektet går over perioden 2009 2017 og har et totalt budsjett på 374 MNOK. I senteret samles de viktigste forskningsmiljøene innen solcellefeltet i Norge (IFE, NTNU, SINTEF og UiO) og ledende solcellefirmaer (Elkem Solar, Fesil Sunergy, Hydro, Innotech Solar, Norsun, Prediktor, REC, Scatec og Umoe Solar). 5.2 Utvikling av leverandører Norske bedrifter innen fornybar energi får støtte fra ulike steder. Forskningsrådet, gjennom sine programmer NANOMAT, BIA og RENERGI er en viktig kilde. Andre kilder er Innovasjon Norge, samt skattefunnordningen. En utfordring her er størrelse. For små og mellomstore aktører, kanskje spesielt oppstartsbedrifter og bedrifter som støtter opp om primæraktører innen solcelleindustrien i Norge og utlandet, vil denne typen støtteordninger ofte være betydelige bidrag. For store bedrifter med forsknings og utviklingsbudsjetter på flere hundre MNOK og store investeringer i fullskala pilotlinjer monner denne typen støtteordninger lite. En annen utfordring er norsk miljøpolitikk. Det finnes få eller ingen støtteordninger for investeringer i produksjon av miljøvennlig energiteknologi hovedsaklig tiltenkt eksport, til tross for at denne typen produkter allerede i dag står for et av de vesentligste norske bidrag til global reduksjon i utslipp av klimagasser. 11

6 Industriens ambisjoner, FoU mål og FoU-utfordringer Innsatsgruppen har identifisert FoU utfordringer som den mener er viktige for å støtte opp under en dagens og morgendagens norske solcelleindustri. Nedenfor gis en liste over temaer som ikke er dekket av dagens FoU plattform, samt vesentlige områder som har behov for ytterligere forsterkning. Norsk solcelleindustri er nesten ene og alene bygget opp rundt verdikjeden for silisiumbaserte solceller. Denne typen solceller er fortsatt blant de mest konkurransedyktige, og står for om lag 85 % av verdensproduksjonen. En absolutt forutsetning for en videre styrking av industrien i Norge er dermed at det sørges for at norske bedrifter får tilgang til kompetanse og ny teknologi som øker dens konkurranseevne også i fremtiden. Nedenfor er det for hver utfordring gitt en nærmere begrunnelse for hvorfor denne er valgt. Det er videre foreslått FoU mål og ulike tiltak. Vi har markert de FoU utfordringene der et demonstrasjonsanlegg/pilotanlegg kan være godt egnet med en grå D i veikartene som gis i kapittel 6. Industriens mål Industriens mål 1: Å opprettholde posisjonen som verdensledende leverandør av silisium og wafere ved å bruke den sterke silisiumkompetansen til å optimalisere silisiummaterialer med hensyn på produksjonskostnad og materialkvalitet Industriens mål 2: Redusere kostnadene på solstrøm fra ved å redusere kostnadene per W for solcellepaneler gjennom å øke virkningsgrader og redusere produksjonskostnader, samt ved å redusere kostnadene forbundet ved installasjon Industriens mål 3: Legge til rette for langsiktig utvikling av nye materialer og teknologier for framtidens solcellepaneler 6.1 Industriens mål 1: Verdensledende leverandør Industriambisjon 1: Å opprettholde posisjonen som verdensledende leverandør av silisium og wafere ved å bruke den sterke silisiumkompetansen til å optimalisere silisiummaterialer med hensyn på produksjonskostnad og materialkvalitet Denne ambisjonen skal nås bl.a. gjennom å jobbe mot følgende 3 FoU-mål: 12

6.1.1 FoU-mål 1: Øke forståelsen av silisium som solcellemateriale, spesielt med hensyn til rollen til defekter, urenheter og komplekser (- 2020) Defekter og urenheter i wafere har stor betydning for bl.a. virkningsgrad og degradering og er et kritisk element i design og fremstilling av solceller. FoU utfordringer: 6.1.1.1 Forstå hvordan elektronisk kvalitet påvirkes av defekter og urenheter. Dette inkluderer å etablere modeller for defekter og urenheter, nye karakteriseringsmetoder samt det som kalles defect engineering metoder for å eliminere negative effekter av forurensingselementer. Sistnevnte vil være godt egnet for demonstrasjonsanlegg Begrunnelse for valg (1): En stor del av kostnaden og miljøeffekten forbundet med fremstilling av solcellepaneler kommer fra denne delen av verdikjeden. Videre besitter Norge allerede høy kompetanse her. Denne kompetansen er en vesentlig del av grunnlaget for den konkurranseevnen og må utvikles videre. Det er gjennomført en del studier hvor effekt av forurensinger i SoG-Si er studert. I enkelte studier er rene forurensingselementer tilsatt ren Si, og de elektriske effektene er så målt på solceller laget av testmaterialet. Erfaring fra arbeid med andre Si kvaliteter enn poly fra Siemens prosessen, er at forurensingene ofte finnes som ganske sammensatte forbindelser. Og hvordan disse innvirker på solcellekvaliteten er viktig å få kartlagt. Til dette må nye karakteriseringsmetoder og utstyr tas i bruk og modeller utvikles for å vinne ny kunnskap. Forslag til tiltak (1); Vi anbefaler et KMB-prosjektet igangsatt i løpet av 2011, med en varighet på 5 år. I tilegg bør det anskaffes utstyr som foreslås i perioden 2012 til 2016. Figur 5 Under overflaterensing og produktkontroll av Elkem Solar Silicon er det strenge krav til renhet. Foto: Elkem Solar 13

6.1.2 FoU mål 2: Bedre forståelsen av prosesser for produksjon av silisium (-2020) Fremstilling av silisium med tilstrekkelig kvalitet er en kjerneprosess knyttet til produksjon av solceller. Radikal økning i produksjonen på verdensbasis og behov for kostnadsreduksjon har ført til utvikling av nye prosesser for å ta frem silisium av solar grad. FoU utfordringer: 6.1.2.1 Innenfor råmaterialer er kriterier for valg av råmaterialer, bruk av alternative råmaterialer og rensing av råmaterialer inkludert 6.1.2.2. Innenfor Si- rensing er fokus rettet mot prosessnære materialer for bruk i applikasjoner med flytende silisium 6.1.2.3 Innenfor krystallisering er måleteknologi for oppfølging av størkningsforløpet, modeller for krystallisering og betydning av røring inkludert Begrunnelse for valg (2): Det finnes flere prosessvalg for produksjon av SoG-Si som alle forventes å gi forbedringer på miljø og produksjonskost. Disse prosessene er første-generasjon og det forventes at råmaterialene som brukes i prosessene må forbedres eller erstattes med andre etter hvert som kravene til solceller blir strengere. Forslag til tiltak (2) Utvikling av renseprosesser for råmaterialer og alternative råmaterialkilder tenkes gjennomført som BIP prosjekter mot de enkelte industrielle aktører. Oppstart i henholdsvis 2012 og 2013. Renseteknologiene og krystallisering vil ha en del fellestrekk hvor det grunnleggende kan trekkes ut i KMB prosjekter og det mer spesifikke for den enkelte aktør, kan kjøres som BIP prosjekter. For både KMB og BIP bør prosjekter startes i 2010/2011. I tillegg trengs finansieringsordninger for pilotutstyr. Et demonstrasjonsanlegg vil være et egnet tiltak ift FoU utfordringen rundt måleteknologi for oppfølging av størkningsforløpet mhp krystallisering. 14

6.1.3 FoU mål 3: Utvikle nye metoder og teknologier for kutting for å minimalisere materialtap (-2017) Dagens sageprosess innebærer et materialtap opp mot 100 % og er således en stor kostnadskomponent. FoU utfordringer: 6.1.3.1 Bedre forståelse av hvordan man kan kutte tynne Si-wafere 6.1.3.2 Hindre brekkasje ved produksjon av store volumer av tynne wafere Begrunnelse for valg (3) Det er ønskelig å lage tynnere wafere og det å få en økt forståelse av både hvordan det kan gjøres samt hvordan de skal håndteres er viktige utfordringer fremover. Forslag til tiltak (3) Det vil her være muligheter for å trekke ut betydelige fellestrekk hvor det grunnleggende kan kjøres som KMB prosjekter mens det mer spesifikke ift enkelt aktører kan kjøres som BIP prosjekter. Et pilotanlegg vil være godt egnet relatert til hvordan man kan hindre brekkasje ved produksjon av store volumer av tynne wafere. Figur 6 Sol laboratoriet ved IFE Foto: Mick Tulley/IFE 15

6.2 Industriens ambisjon 2: Kostnadsreduksjon Industriambisjon 2: Redusere kostnadene på solstrøm fra ved å redusere kostnadene per W for solcellepaneler gjennom å øke virkningsgrader og redusere produksjonskostnader, samt ved å redusere kostnadene forbundet ved installasjon. Denne ambisjonen skal nås bl.a. gjennom å jobbe mot følgende 5 FoU-mål: 6.2.1 FoU mål 4: Sette sammen prosesser og materialer for å realisere høyeffektive solcellekonsepter ( - 2015) Virkningsgradene til dagens solceller ligger typisk på 14 17 % for solceller av multikrystallinsk silisium og opp til og over 20 % dersom monokrystallinsk silisium tas i bruk. Flere solcellekonsepter tillater imidlertid betraktelig høyere virkningsgrader enn dette. FoU utfordringer: 6.2.4.1 Utvikle nye materialer og prosesser for Metallisering Overflatepassivering Lyshøsting Generasjon av elektrisk felt 6.2.4.2 Øke forståelsen av effektivitetspotensial og tapsmekanismer i solceller og solcellepaneler Begrunnelse for valg (4) Høyere virkningsgrad vil være en viktig bidragsyter til lavere priser for solstrøm fra silsiumbaserte solceller i fremtiden. Av denne grunn vil prosjektet være av interesse både for råmaterialprodusenter og solcelleprodusenter, men potentielt også for leverandører av utstyr og teknologi som kan tas i bruk. Forslag til tiltak (4) Dette er et stort felt som vil kreve flere gode prosjekter. Et KMB-prosjekt med en varighet på 5 år foreslås med oppstart i 2012. I tillegg kan et eller flere BIP-prosjekter være nyttige. 16

6.2.2 FoU mål 5: Utvikle nye prosesser for å lage solceller av tynne wafere (design og håndtering) ( - 2018) Behov for kostnadsreduksjon, økt produktivitet, bedre utnyttelse av silisiumet tilsier at behov for å søke å utvikle stadig tynnere wafere. FoU utfordringer 6.2.5.1 Utvikle konsepter, designs, prosesser og materialer for å fremstille effektive solceller av tynne wafere 6.2.5.2 Utvikle metoder for lyshøsting i tynne wafere Begrunnelse for valg (5): Relatert til FoU mål 3 er innføring av tynne wafere viktig for å redusere kostnader i wafer leddet av verdikjeden. Det vil imidlertid være utfordringer knyttet til det å lage celler av tynne wafere, både mhp det å håndtere dem for å unngå brekkasje i dette leddet, men også relatert til optimalisering mhp effektivitet. Forslag til tiltak (5) Som for FoU mål 3 vil det her være mulig å trekke ut betydelige fellestrekk som vil være relevante for mange aktører. Vi foreslår derfor et dedikert KMB prosjekt med oppstart i 2011. 6.2.3 FoU mål 6: Utvikle nye prosesser og materialer for å øke effektiviteten til solcellepaneler ( - 2015) Arbeid med økt virkningsgrad i solceller er sterkt knyttet opp mot materialutvikling og solcelledesign, men i tillegg til dette introduseres også virkningsgradstap i det omkringliggende systemet. FoU utfordringer (6): 6.2.6.1 Redusere optiske og elektriske tap 6.2.6.2 Utvikle nye materialer og prosesser som tillater fremstilling av mer kostnadseffektive solcellepaneler Begrunnelse for valg (6): Et solcellepanel har en lavere virkningsgrad enn solcellene som bygges inn i panelet, hovedsakelig på grunn av optiske og elektriske tap. I tillegg påvirkes ytelsen i felten av operasjonstemperaturen til solcellene i panelet. Denne er igjen bestemt av solcellepanelets design. Det er derfor sterkt ønskelig å utvikle nye materialer og prosesser som tillater fremstilling av mer kostnadseffektive solcellepaneler. En utfordring er å finne frem til løsninger 17

som også tåler de strenge kravene som stilles til et solcellepanel hva angår lang levetid, mekanisk styrke og annet. Suksess innen dette feltet kan gi grobunn for nye selskaper Forslag til tiltak (6): Dette feltet kan blant annet delvis dekkes gjennom ett eller flere BIP-prosjekter. Det foreslås et BIP-prosjekt med oppstart 2012 i tabellen. I tillegg vil et KMB-prosjekt være gunstig. 6.2.4 FoU mål 7: Utvikle nye konsepter og løsninger for mer kostnadseffektiv installasjon ( - 2014) Etter hvert som kostnadene på selve solcellen og panelet har blitt redusert har installasjon blitt en betydelig kostnadskomponent når vi ser på totalkostnaden for en solpark FoU utfordringer (7): 6.2.7.1 Ny design og forbedrede installasjonsløsninger Begrunnelse for valg (7): For at solstrøm skal vokse er det derfor viktig med utvikling her for hele bransjen. Det er videre et område som har gode muligheter for knoppskyting Forslag til tiltak (7): Det vil her være mulig å trekke ut betydelige fellestrekk som vil være relevante for mange aktører. Vi foreslår derfor et dedikert KMB prosjekt med oppstart i 2013 Figur 7 FoU-mål: Kostnadseffektiv installasjon av solcelleparker. Kilde: Scatec Solar 18

6.2.5 FoU mål 8: Solparker - mer drifts og vedlikeholdsvennlige løsninger (- 2014) Industrien vil ha stor nytte av generelle resultater knyttet til hvordan man kan optimalisere ytelse av en solpark. FoU utfordringer (8): 6.2.8.1 Få oversikt over hvilke parametere som bidrar til kost, ytelse og levetid i felten samt livssyklusanalyser og optimalisere disse 6.2.8.2 Optimalisering av eksisterende teknologi fra et systemperspektiv samt testing av nye enkeltkomponenter (f.eks. ny celle- eller modulteknologi) integrert i et PV system. Begrunnelse for valg (8): En liten økning i ytelse eller levetid vil ha store implikasjoner for den totale økonomien rundt solparker. Det er gjort overraskende lite på dette området og det er sannsynlig at vi går mot en utvikling hvor det er rom for knoppskyting av bedrifter spesialisert på drift og vedlikehold Forslag til tiltak (8): Ett eller flere målrettede KMB-prosjekter kan gi resultater på relativt kort tid, og et pilotanlegg/test site vil kunne gi aktører innen ulike deler av verdikjeden mulighet til å teste ny teknologi integrert i et PV system. Det anbefalte KMB-prosjektet foreslås igangsatt i løpet av 2011, med en varighet på 3 år. Et PV pilotanlegg/test site med nødvendig infrastruktur (inkludert detaljert monitorering av både system performance og værforhold) foreslås igangsett i løpet av 2011. Dette pilotanlegget bør ha en sterk industriell forankring for å sikre fokus på de viktigste elementene fra et kostnadsperspektiv. 19

6.3 Industriens ambisjon 3: Neste generasjons solcelleteknologi Industriens ambisjon 3: Legge til rette for langsiktig utvikling av nye materialer og teknologier for framtidens solcellepaneler. Denne ambisjonen skal nås bl.a. gjennom å jobbe mot følgende FoU-mål: 6.3.1 FoU mål 9: Utvikle neste generasjons disruptiv solcelleteknologi. Denne kan både være basert på silisium eller andre materialer (- 2015 for Si 2020 for andre materialer) Ved å ta i bruk nye materialer og nanostrukturer har betraktelig høyere virkningsgrader enn de oppnåelige i fabrikker i dag allerede blitt demonstrert. Nylig ble en ny rekord for virkningsgrad på hele 43 % på et spesielt konsept presentert. Utvikling av nye konsepter, samt materialer og prosesser som muliggjør realisering av disse er og vil være et svært viktig og dynamisk forskningsfelt internasjonalt. Denne typen solceller går ofte under betegnelsen 3. generasjons solceller. FoU utfordringer: 6.3.9.1 Bygge opp nok kompetanse og miljø slik at vi er i stand til å tiltrekke oss topp kompetanse Begrunnelse for valg (9) Utvikling av ny teknologi for å fremstille langt billigere solceller, blant annet tynnfilmsolceller, vies stor interesse. Norge må fortsette å være aktive i dette feltet som potensielt kan revolusjonere solcellebransjen. Dette er både fordi utvikling i Norge ka åpne for ny spennende næringsutvikling, men også fordi det er viktig å følge med og forstå utviklingen innen solcellefeltet internasjonalt Forslag til tiltak (9) Dette feltet bør dekkes gjennom flere prosjekter. På grunn av den høye graden av grunnforskning og teknologirisiko foreslås det at flere KMB-prosjekter, alternativt prosjekter uten brukerfinansiering legges til grunn. For å styrke opp om og legge til rette for en videreutvikling av norsk industri foreslås det her at silisiumbaserte løsninger prioriteres. 20

7 Prioriterte FoU- D mål Vi mener det er viktig at Norge har FoU aktiviteter innen alle de tre områdene som er definert som industrielle mål. Vi har i gjennomgangen utviklet 9 viktige mål som støtter opp under disse ambisjonene. Vi har videre gitt prioritet til 6 FoU-mål hvorav de 4 første på listen nedenfor gis prioritet 1 og de 2 neste gis prioritet 2. Prioritet 1: Prioritet 2: Øke forståelsen av Si som solcellemateriale Bedre forståelse av prosesser for produksjon av Si Utvikle prosesser og materialer for å realisere høyeffektive solcellekonsepter Utvikle neste generasjons disruptiv silisium baserte solcelleteknologi Utvikle nye prosesser og materialer for å øke effektiviteten til solcellepaneler Utvikle mer drifts og vedlikeholdsvennlige løsninger for solparker Med disse prioriterte målene vil vi ha fortsatt fokus på silisium og dermed bygge på det eksisterende konkurransefortrinnet vi har, samtidig som vi dekker områder langs hele verdikjeden. Figur 8 Testing av solcelle utviklet og fabrikkert ved MiNa-lab, Sintef/UiO Kilde: UiO/SMN 21

8 Nødvendige tiltak for å nå FoU-mål I veikartet foreslås enkelte prosjekter som vil være viktige brikker i videreutviklingen av det Norske solcellemiljøet og industrien i Norge. Det er verdt å nevne at det allerede i dag forskes for godt over 100 MNOK/år hos de største forskningsmiljøene innen dette feltet, samtidig som at industrien gjør en langt større, intern FoU. Dette volumet må økes slik at Norske miljøer evner å ligge i forkant av utviklingen. Det er verdt å huske at EU i sin 2020-strategi legger opp til et enormt FoU-budsjett nettopp innen solcelleteknologi (130 BNOK innen 2020!), dels på grunn av behovet for denne kilden, men også dels på grunn av den store muligheten for å videreutvikle et fremtidsrettet næringsliv. I tillegg til FoU-prosjekter er det også behov for modernisering av solcellelaboratoriene i Norge. FME-senterets forskningspartnere (IFE, NTNU, SINTEF og UiO) sendte en felles søknad på storskala infrastruktur til Forskningsrådet i 2009 på om lag 150 MNOK. Denne ble ikke rangert høyt nok til å konkurrere om midlene. Imidlertid var det interessant å bemerke at en av de kritiske kommentarene gikk ut på at investeringsplanen innen laboratorier for silisiumbaserte ikke var ambisiøs nok. I tillegg er det en stor utfordring i Norge i dag å få dekket demo- og pilotprosjekter og -anlegg. Dette kan dreie seg alt fra storskala pilotutstyr til produksjon av silisium eller storarealutstyr for påføring av nye materialer til forsøk på tilstrekkelig mengder solceller til å være industrielt relevante (ofte 1000, 10000 eller flere) eller bygging av prototyper på nytt karakteriseringsutstyr. Vi har i veikartet indikert mulige prosjekter som vil egne seg til demonstrasjonsprosjekter (indikert med en D i veikartene) Norge er i dag en ledende solcellenasjon. Kompetanse er bygget opp over lang tid og omfatter miljøer over et bredt spekter av materialvitenskap og teknologi. Dersom landet skal ha denne posisjonen også i årene framover må vi sikre at næringen får tilgang på topp internasjonal kompetanse. Dette gjelder spesielt tilgang på nyutdannede kandidater som kan gå inn i næringen og bidra til ny innovasjon. Utdanningen innen naturvitenskap og teknologi er i stadig økende grad et internasjonalt anliggende, gode studenter søker til de best rangerte læresteder i verden. Dersom vi i Norge skal kunne holde på våre egne få gode studenter og ikke minst tiltrekke oss topp internasjonale studenter, må vi også i Norge ha læresteder som markerer seg internasjonalt. Solindustrien er en typisk global høyteknologisk Figur 9 Ingen solnedgang for norsk solindustri 22 Foto: Trond Moengen

næring og en viktig forutsetning for at denne næringen fortsatt skal kunne utvikle seg i Norge også i framtiden er at vi må legge forholdene til rette for å vinne konkurransen om de gode hodene internasjonalt. For å lykkes her må det satses målrettet på et meget begrenset antall miljøer i Norge. En generell spredning av ressursene vil raskt undergrave eksisterende miljøers mulighet for og fortsatt å kunne utvikle seg og ta del i den internasjonale konkurransen. En slik form for prioritering vil nødvendigvis måtte bryte med tradisjonell praksis om en mer jevn nasjonal fordeling av ressurser til forskning i Norge. En viktig forutsetning for å lykkes i den stadig voksende internasjonale konkurransen innen dette feltet må det klart satses tungt og målrettet. 23

9 Grenseflater mot andre aktiviteter I dag støttes mye av solcelleforskningen av prosjekter innen programmene RENERGI, NANOMAT og BIA. FME-prosjektet The Norwegian Research Centre for Solar Cell Technology er en viktig videreutvikling av fagmiljøet i Norge. En økt prosjektramme vil være en forutsetning for videre utvikling i Norge. I tillegg er det slik at mye av solcelleforskningen bygger på og avhenger av forskning og utdanning innen disipliner som fysikk, kjemi, materialvitenskap, prosessteknologi og nanoteknologi ved universitetene i Norge. 10 Anbefaling Fleksibelt virkemiddelapparat og investerings evne hos vindkraftaktørene er vesentlige kriterier for suksessrik implementering og realisering av anbefalte FoU/D mål og tiltak. Gruppen har prioritert seks FoU mål ut fra de som er gitt i kapittelet FoU utfordringer og mål, slik som beskrevet i kap 0. Disse er gitt hhv prioritet 1 og prioritet 2. Nedenfor følger en kort oppsummering av mål, begrunnelse samt forslag til iverksettelse av tiltak Prioritet 1 FoU-mål 1: Øke forståelse av Si som solcellematerial ligger under den industrielle ambisjonen Opprettholde en posisjon som verdensledende leverandør av silisium og wafere. 24 Beskrivelse: Fortsette karlegging av hvordan forurensinger i Si innvirker på effektivitet, degradering, krystalldefekter etc. Forurensinger som silikater, silisider, og generelt forbindelser med C, O og N må inngå i studien. Metoder for å eliminere negative effekter er en del av studien (defect engineering). Begrunnelse: Det er gjennomført en del studier hvor effekt av forurensinger i SoG-Si er studert. I enkelte studier er rene forurensingselementer tilsatt ren Si, og de elektriske effektene er så målt på solceller laget av testmaterialet. Erfaring fra arbeid med andre Si kvaliteter enn poly fra Siemens prosessen, er at forurensingene ofte finnes som ganske sammensatte forbindelser. Og hvordan disse innvirker på solcellekvaliteten er viktig å få kartlagt. Til dette må nye karakteriseringsmetoder og utstyr tas i bruk og modeller utvikles for å vinne ny kunnskap. Iverksettelse: Det anbefalte KMB-prosjektet foreslås igangsatt i løpet av 2011, med en varighet på 5 år. Anskaffelse av utstyr er forventet i periode 2012 til 2016. FoU-mål 2: Bedre forståelse av prosesser for produksjon av Si ligger under den industrielle ambisjonen Opprettholde en posisjon som verdensledende leverandør av silisium og wafere. Beskrivelse: Studien omfatter 3 hovedområder råmaterialer, rensemetodikk og krystallisering. Kriterier for valg av råmaterialer, bruk av alternative råmaterialer og rensing av råmaterialer er inkludert. Innenfor rensemetodikk er fokus rettet mot prosessnære materialer for bruk i applikasjoner med flytende Si. Et annet fokusområde

er produktutvikling av sidestrømmer som Si-fines, sagestøv, slagg etc. Utvikling av prosessforbedringer og nye utstyrskonsepter, og verifisering av produserte Si kvaliteter, er også en del av fokusområdet. Begrunnelse: I Norge finnes flere prosessvalg for produksjon av SoG-Si som alle forventes å gi forbedringer på miljø, produksjonskostnader og som åpner for storskala produksjon. Disse prosessene er første-generasjon og produktet som produseres er lite kjent i markedet. Det forventes at råmaterialene som brukes i prosessene må forbedres eller erstattes med andre etter hvert som kravene til solceller blir strengere. I tillegg er det naturlig å forvente at kunnskapsbasert utstyrsutvikling vil bidra til radikale endringer av prosessutstyret i forhold til førstegenerasjonsutstyr. Nye målekonsepter og modellbaserte styresystemer vil bestemme mulighetsområdet for prosessdesign. Krystallisering studeres i mange prosjekter, men er også et fagområde med store forbedringsmuligheter og med stor innflytelse på solcellekvalitet. Iverksettelse: Utvikling av renseprosesser for råmaterialer og alternative råmaterialkilder tenkes gjennomført som BIP prosjekter mot de enkelte industrielle aktører. Oppstart i henholdsvis 2012 og 2013. Renseteknologiene og krystallisering vil ha en del fellestrekk hvor det grunnleggende kan trekkes ut i KMB prosjekter og det mer spesifikke for den enkelte aktør, kan kjøres som BIP prosjekter. For både KMB og BIP bør prosjekter startes i 2010/2011. I tillegg trengs finansieringsordninger for pilotutstyr. FoU mål 3: Utvikle prosesser og materialer for å realisere høyeffektive solcellekonsepter ligger under den industrielle ambisjonen redusere kostnadene for strøm fra solcellepaneler Beskrivelse: Virkningsgradene til dagens solceller ligger typisk på 14 17 % for solceller av multikrystallinsk silisium og opp til og over 20 % dersom monokrystallinsk silisium tas i bruk. Flere solcellekonsepter tillater imidlertid betraktelig høyere virkningsgrader enn dette. De forskningsmessige utfordringene ligger i å utvikle nye prosesser og materialer for å forbedre kritiske komponenter av solcellen. Dette gjelder strukturer for lyshøsting, metallisering, generasjon av elektriske felt og prosesser for å redusere tapsmekanismer som rekombinasjon i materialet og ved overflatene. Samtidig må materialene og prosessene være egnet for storskala produksjon. Begrunnelse: Solcellen er den komponenten som til syvende og sist bestemmer den øvre grensen for oppnåelig virkningsgrad til et solenergisystem. Høyere virkningsgrad vil være en viktig bidragsyter til lavere priser for solstrøm fra silisiumbaserte solceller i fremtiden. Av denne grunn vil prosjektet være av interesse både for råmaterialprodusenter og solcelleprodusenter, men potentielt også for leverandører av utstyr og teknologi som kan tas i bruk. Iverksettelse: Dette er et stort felt som vil kreve flere gode prosjekter. Et KMB-prosjekt med en varighet på 5 år foreslås i tabellen med oppstart i 2012. I tillegg kan et eller flere BIP-prosjekter være nyttige. 25

FoU mål 9: Utvikle neste generasjons silisiumbaserte solcelleteknologi Beskrivelse: Ved å ta i bruk nye materialer og nanostrukturer har betraktelig høyere virkningsgrader enn de oppnåelige i fabrikker i dag allerede blitt demonstrert. Nylig ble en ny rekord for virkningsgrad på hele 43 % på et spesielt konsept presentert. Utvikling av nye konsepter, samt materialer og prosesser som muliggjør realisering av disse er og vil være et svært viktig og dynamisk forskningsfelt internasjonalt. Denne typen solceller går ofte under betegnelsen 3. generasjons solceller. Likeledes vies uvikling av ny teknologi for å fremstille langt billigere solceller, blant annet tynnfilmsolceller, stor interesse. Begrunnelse: Norge må fortsette å være aktive i dette feltet som potensielt kan revolusjonere solcellebransjen. Dette er både fordi utvikling i Norge kan åpne for ny, spennende næringsutviking, men også fordi det er svært viktig å følge med på og forstå utviklingen innen solcellefeltet internasjonalt. Flere materialer og konsepter som er relevante for solceller kan også vise seg å være av interesse i andre næringer. Iverksettelse: Dette feltet bør dekkes gjennom flere prosjekter. På grunn av den høye graden av grunnforskning og teknologirisiko foreslås det at et eller flere KMB-prosjekter, alternativt prosjekter uten brukerfinansiering legges til grunn. For å styrke opp om og legge til rette for en videreutvikling av Norsk industri foreslås det her at silisiumbaserte løsninger prioriteres. Prioritet 2 FoU mål 6: Utvikle nye prosesser og materialer for å øke effektiviteten til solcellepaneler ligger under den industrielle ambisjonen redusere kostnadene for strøm fra solcellepaneler Beskrivelse: Teknologien for produksjon av solcellepaneler er mindre moden enn teknologien for fremstilling av selve solcelleteknologien. Det ligger imidlertid et stort kostnadsreduksjonspotensiale for solstrøm i å utvikle nye konsepter som øker virkningsgraden til solcellepanelene og/eller reduserer produksjonskostnadene. Begrunnelse: Et solcellepanel har en lavere virkningsgrad enn solcellene som bygges inn i panelet, hovedsakelig på grunn av optiske og elektriske tap. I tillegg påvirkes ytelsen i felten av operasjonstemperaturen til solcellene i panelet. Denne er igjen bestemt av solcellepanelets design. Det er derfor sterkt ønskelig å utvikle nye materialer og prosesser som tillater fremstilling av mer kostnadseffektive solcellepaneler. En utfordring er å finne frem til løsninger som også tåler de strenge kravene som stilles til et solcellepanel hva angår lang levetid, mekanisk styrke og annet. Suksess innen dette feltet kan gi grobunn for nye selskaper. Iverksettelse: Dette feltet kan blant annet delvis dekkes gjennom ett eller flere BIPprosjekter. Det foreslås et BIP-prosjekt med oppstart 2012 i tabellen. I tillegg vil et KMBprosjekt være gunstig. 26

FoU-mål 8: Solparker - utvikle mer drifts og vedlikeholdsvennlige løsninger ligger under den industrielle ambisjonen redusere kostnadene for strøm fra solcellepaneler Beskrivelse: Få oversikt og systematisere parametre som bidrar til kost, ytelse og levetid for solparker i felten samt livssyklusanalyser slik at kostnadene kan minimaliseres. Inkludert her er optimalisering av eksisterende teknologi fra et systemperspektiv, i tillegg til å skape muligheter for å teste nye enkeltkomponenter (f.eks. ny celle- eller modulteknologi) integrert i et PV system. Det er her valgt et målrettet KMB-prosjekt som tiltak. I tilegg er dette punktet foreslått som et område hvor det er ønskelig med pilotanlegg. Begrunnelse: Industrien vil ha stor nytte av generelle resultater knyttet til hvordan man kan optimalisere ytelse av en solpark. En liten økning i ytelse eller levetid vil ha store implikasjoner for den totale økonomien rundt solparker. Det er gjort overraskende lite på dette området og det er sannsynlig at vi går mot en utvikling hvor det er rom for knoppskyting av bedrifter spesialisert på drift og vedlikehold. Ett eller flere målrettede KMB-prosjekter kan gi resultater på relativt kort tid, og et pilotanlegg/test site vil kunne gi aktører innen ulike deler av verdikjeden mulighet til å teste ny teknologi integrert i et PV system. Iverksettelse: Det anbefalte KMB-prosjektet foreslås igangsatt i løpet av 2011, med en varighet på 3 år. Et PV pilotanlegg/test site med nødvendig infrastruktur (inkludert detaljert monitorering av både system performance og værforhold) foreslås igangsett i løpet av 2011. Dette pilotanlegget bør ha en sterk industriell forankring for å sikre fokus på de viktigste elementene fra et kostnadsperspektiv. - - - - - 27