根据美国国家可再生能源实验室（NREL）研究人员牵头的一项分析，为了提供足够的太阳能以使全球电力系统完全脱碳，未来二十年需要"前所未有的产能提升"。这个目标是可以实现的。

2050年-2060年的十年间，光伏发电装机目标容量达到63.4TW。这是目前全球光伏装机容量的60倍。

美国能源部NREL的化学和纳米科学中心主任Jao van de Lagemaat表示，即使实现了全球脱碳，也会存在对新增光伏"相对温和的需求"，以跟上组件退役和人口增长的步伐。"在实现脱碳之后，制造业需要的产能突然大幅下降"，这会给制造业带来预期冲击，

这些发现载于《走向全球脱碳的光伏部署方案：颠覆性技术的作用》一文当中，该论文发表在《Solar RRL》杂志上。除了van de Lagemaat之外，其他作者还有NREL的Michael Woodhouse和科罗拉多矿业学院的Billy Stanbery。

分析旨在捕捉建立生产充足光伏组件的产能所需的融资规模和时间动态。研究人员的假设之一是，在达到脱碳目标后，由于光伏组件的需求轨迹下行，制造商将不愿意建造新工厂。假设工厂的寿命为15年，只有在预计工厂在整个使用寿命内可维持全部产能的情况下，才会建造新工厂。

分析还假设光伏组件的寿命将大大延长，这进一步加剧了对太阳能制造业的冲击，因为需要更长的时间才能更换组件。研究人员一直在尝试将组件的寿命从2020年的平均30年延长到2040年的50年。

为了达到脱碳目标，制造商需要扩大产能，在10-15年内达到每年2.9-3.7TW，这一目标将花费6000亿-6600亿美元。分析表明，利用现有技术和使用硅和碲化镉等成熟技术的预期成本会进一步下降，从而实现这些目标。

成熟技术的高效替代品，也就是颠覆性的太阳能技术，会有助于进一步降低转型成本。钙钛矿和叠层光伏等技术将现有的太阳能技术和颠覆性技术结合在一个效率更高的封装工艺中，预计这些技术的年度部署量将达到约1TW。每瓦制造成本可能比硅光伏更便宜，但它们必须首先在市场上获得证明。

研究人员指出，如果这些颠覆性技术能够落地，就可以为制造商节省数千亿美元的成本，从而使太阳能制造业更具可持续性。

根据分析，即使光伏装机总量远低于63.4TW，颠覆性技术也将拥有1万亿-2万亿美元的整体制造市场机遇，其余部分由其他可再生能源或无碳能源产生，如风能和核能。

van de Lagemaat表示："有一些经济上可行的路线可以达到所需的制造能力，生产出全球能源经济完全脱碳所需的光伏容量。”"新兴技术如果能及时实现商业化，就有可能显著降低部署成本。"

NREL的内部实验室指导研发计划资助了这项研究。