“微珠”可能是下一代超薄太阳能电池的关键。根据目前正在开发的纳米科学家的说法,比如今的太阳能电池薄20倍的太阳能电池仅需5-7年的时间。
到目前为止,估计超薄太阳能电池将在2020年投放市场,这将有助于大大降低制造和生产成本。
“太阳能电池板目前产生的电流中有90%以上是由200微米厚的硅板制成的。每年生产数十亿。问题在于硅的大量消耗:每瓦五克。”
尽管硅是地球上最丰富的元素之一,但用于太阳能电池的“纯硅”非常昂贵且制造能源密集。而且很多最终只是在制造过程中被丢弃。但是,最近有一些研究应该有助于减少浪费的硅,因此在那里也进行了其他改进。
“每年消耗约100,000吨硅。但是,在制造过程中必须丢弃一半的硅时,显然存在根本上的错误。”挪威太阳能电池技术研究中心负责人,太阳能电池单元研究主管Erik Marstein说。奥斯陆郊外的凯勒勒能源技术研究所,奥斯陆大学物理系副教授。
尽管近年来太阳能电池的价格已变得便宜得多,但研究人员表示,制造工艺必须改善才能使太阳能公司真正赚钱。“以目前的价格生产太阳能电池很难赚钱。为了赚钱,必须便宜得多地制造太阳能电池……。未来最明显的方法是在不增加成本的情况下制造非常薄的太阳能电池片。该一般规则适用于所有类型的太阳能电池:日光推出的电子越多,电就越多。电子中的能量越多,电压越高。”
“太阳能电池变得越薄,提取电能就越容易。原则上,因此在较薄的电池中将有较高的电压和更多的电。我们现在正在开发至少与目前的太阳能电池一样好的太阳能电池,但是仅用十分之一的硅就可以制造出来。这意味着硅的消耗可以减少95%”,Erik Marstein。
不过有一个缺点,那就是薄板越少,阳光的捕获就越少。但是研究人员提出了一种非常有效的方法,通过迫使光线向侧面移动来解决这个问题。
“我们可以一直强迫上下照明,使表观厚度增加25倍。我们已经计算出该底片(重定向光线)的外观,目前正在研究哪种结构有效。”
Uglestad微珠似乎是最好的选择之一。对于那些不知道的人,Uglestad微珠是尺寸完全一致的非常小的塑料球,具有各种不同的用途和奇怪的特征。
“我们可以迫使Uglestad微珠以几乎完美的周期性模式并列放置在硅表面上。实验室试验表明,微珠可用作掩膜。”然后可以使用激光蚀刻微珠周围的压痕。
“我们现在正在研究这种方法和其他方法是否可以扩大规模以用于工业生产。我们对此充满信心,目前正在与多个行业合作伙伴进行讨论,但我们尚无法确定谁。”
诸如此类的制造工艺的改进以及其他节省成本的措施可以极大地帮助太阳能发电公司提高利润并维持业务。近期,太阳能行业一直处于“摇摇欲坠”的状态–随着一些竞争力较弱的公司的倒闭,诸如此类的技术将继续推动激烈的竞争,并在未来对太阳能技术进行改进。
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