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。

　　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(jì)劃，利用這一技術(shù)取代標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)的抗反射技術(shù)，稱為黑硅(black silicon)。

　　與此同時(shí)，奈特考爾公司正在開發(fā)更先進(jìn)的加工應(yīng)用，其中包括，制造太陽能電池時(shí)，采用碳納米管或納米晶體，這些都稱為量子點(diǎn)。這種太陽能電池需要幾年才能商業(yè)化，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(rèn)為，它的新制造技術(shù)可以使它們更便宜。

　　因?yàn)槿〈藗鹘y(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(jì)，取代傳統(tǒng)涂層機(jī)，采用他們公司的機(jī)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(yùn)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(shí)，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(gè)問題，他們開發(fā)出一種系統(tǒng)，可以不斷補(bǔ)充這種反應(yīng)物，同時(shí)密切監(jiān)測這種薄膜的厚度。

　　奈特考爾公司先進(jìn)的納米太陽能電池設(shè)計(jì)，需要把量子點(diǎn)層沉積在硅太陽能電池上。這種量子點(diǎn)設(shè)計(jì)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(diǎn)需要昂貴的加工技術(shù)，而且證明難以安排量子點(diǎn)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(diǎn)排列，在涂抹它們時(shí)，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(xiàng)技術(shù)，但是，最終可能會放棄硅片，制成完全依靠量子點(diǎn)的太陽能電池，這就要采用多種量子點(diǎn)，以有效吸收全頻段波長的陽光。

　　另一種設(shè)計(jì)，奈特考爾公司正在與柯達(dá)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(jì)，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?yàn)樗鼈兊闹苽?，采用了柯達(dá)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(jì)。

　　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(jì)更接近商業(yè)化，勝過量子點(diǎn)設(shè)計(jì)。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(xì)節(jié)。這種量子點(diǎn)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(diǎn)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?yàn)樵诩幽么笞C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(jì)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(jī)型號的商用級液相沉積機(jī)，普羅維尼說，公司已有4家太陽能電池制造商，排隊(duì)要購買這種商用版本的機(jī)器，只要公司符合一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。