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(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，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物，在液體中與表面相互作用。這種反應物耗盡時，沉積速度就會改變，從而導致涂層厚度的變化。萊斯大學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計，需要把量子點層沉積在硅太陽能電池上。這種量子點設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，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，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，采用一種太陽能半導體材料，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備，就是制作照相膠片的同一種設備。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)是萊斯大學化學和材料科學教授，他開發(fā)這種液相沉積技術，他說，這種碳納米管設計更接近商業(yè)化，勝過量子點設計。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，把它的技術授權給別人，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標準。