新工藝降低太陽能電池成本
一種新穎的方法可以制備薄薄的均勻涂層,這是萊斯大學(xué)(Rice University)開發(fā)的,可以降低傳統(tǒng)硅太陽能電池的成本,并可以開辟道路,制備新型太陽能電池,這種電池更高效更便宜,勝過傳統(tǒng)電池。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/127803.htm這種技術(shù)沉積涂層是采用低溫液相工藝,而不是現(xiàn)在使用的高溫氣相工藝,現(xiàn)在,奈特考爾技術(shù)公司(Natcore Technology)正在商業(yè)化,這家新創(chuàng)公司是在新澤西州(New Jersey)紅岸(Red Bank)。該公司計劃,利用這一技術(shù)取代標準步驟,在傳統(tǒng)太陽能電池制造中,增加一種抗反射膜,添加到硅片上,以幫助它們吸收更多的光。這也會帶來一種更先進的抗反射技術(shù),稱為黑硅(black silicon)。
與此同時,奈特考爾公司正在開發(fā)更先進的加工應(yīng)用,其中包括,制造太陽能電池時,采用碳納米管或納米晶體,這些都稱為量子點。這種太陽能電池需要幾年才能商業(yè)化,但遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的太陽能電池。納米太陽能電池以前已經(jīng)嘗試過,但該公司認為,它的新制造技術(shù)可以使它們更便宜。
因為取代了傳統(tǒng)生產(chǎn)線的高溫工藝,這種液基工藝可以降低制造成本。奈特考爾公司總裁查爾斯?普羅維尼(Charles Provini)估計,取代傳統(tǒng)涂層機,采用他們公司的機器,每年可以使太陽能制造商節(jié)省約100萬美元的電力成本。
制造商目前都不使用液相工藝制備抗反射膜,部分原因是,很難使涂層足夠均勻,以用于太陽能電池。問題在于液體工藝通常運行的方式。這種涂層會形成一種反應(yīng)物,在液體中與表面相互作用。這種反應(yīng)物耗盡時,沉積速度就會改變,從而導(dǎo)致涂層厚度的變化。萊斯大學(xué)研究人員解決了這個問題,他們開發(fā)出一種系統(tǒng),可以不斷補充這種反應(yīng)物,同時密切監(jiān)測這種薄膜的厚度。
奈特考爾公司先進的納米太陽能電池設(shè)計,需要把量子點層沉積在硅太陽能電池上。這種量子點設(shè)計可吸收的一些顏色,硅不能吸收,這有可能使太陽能電池效率增加一倍。這以前已經(jīng)嘗試過,但形成一層量子點需要昂貴的加工技術(shù),而且證明難以安排量子點間距,以避免它們之間的不必要放電。奈特考爾公司的這種工藝成本低廉,它提供了一種方法,可以控制量子點排列,在涂抹它們時,采用一層二氧化硅,形成間隔區(qū)。該公司已決定,首先要涂抹傳統(tǒng)的硅太陽能電池,使它更便捷,使業(yè)內(nèi)更容易采用這項技術(shù),但是,最終可能會放棄硅片,制成完全依靠量子點的太陽能電池,這就要采用多種量子點,以有效吸收全頻段波長的陽光。
另一種設(shè)計,奈特考爾公司正在與柯達公司共同開發(fā),需要使用液相沉積工藝(liquid deposition process),沉積碳納米管網(wǎng)絡(luò),采用一種太陽能半導(dǎo)體材料,生產(chǎn)很薄的柔性太陽能電池。奈特考爾公司說,太陽能電池采用這種設(shè)計,可以和傳統(tǒng)硅太陽能電池有同樣的效率,但成本大約只有一半就可以制作,在很大程度上,這是因為它們的制備,采用了柯達公司的設(shè)備,就是制作照相膠片的同一種設(shè)備。由于這種太陽能電池輕便柔韌,所以也更容易安裝,安裝成本會削減一半,奈特考爾公司估計。
安德魯巴倫(Andrew Barron)是萊斯大學(xué)化學(xué)和材料科學(xué)教授,他開發(fā)這種液相沉積技術(shù),他說,這種碳納米管設(shè)計更接近商業(yè)化,勝過量子點設(shè)計。他說,研究人員已經(jīng)制成小型太陽能電池原型,余下的開發(fā)工作也必須繼續(xù),制定出制作細節(jié)。這種量子點太陽能電池仍處于早期階段,研究人員至今只是使用這種液體工藝,以表明可以使這些量子點的分布符合要求。他們還沒有制成太陽能電池。
奈特考爾公司已籌集到約600萬美元,這是因為在加拿大證券交易所公開發(fā)行股票。它也與中國和意大利的一些公司簽署了合資協(xié)議。這家公司計劃,把它的技術(shù)授權(quán)給別人,而不是自己制造太陽能電池。公司目前正在測試一種樣機型號的商用級液相沉積機,普羅維尼說,公司已有4家太陽能電池制造商,排隊要購買這種商用版本的機器,只要公司符合一定的技術(shù)標準。
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