Atrament Nanowire dla startupu podnosi wydajność ogniw słonecznych

Atrament wypełniony mikroskopijnymi półprzewodnikami zwanymi nanoprzewodami może obniżyć koszty energii słonecznej, zwiększając wydajność paneli słonecznych o 25 procent, bez zwiększania kosztów produkcji, mówi Sol Voltaics , startup, który zebrał 11 milionów dolarów i który w tym tygodniu ogłosił zamiar komercjalizacji atramentu.

Atrament nano: Rendering nanoprzewodów, które mogą zwiększyć wydajność ogniw słonecznych.

Atrament jest oparty na dwóch osiągnięciach z Uniwersytetu w Lund w Szwecji. Profesor Lars Samuelson wykazał, że nanoprzewody mogą poprawić wydajność ogniw słonecznych i opracował nowy sposób wytwarzania nanoprzewodów, który może sprawić, że będą one praktyczne w użyciu.

Zwiększenie wydajności ogniw słonecznych jest jednym z najskuteczniejszych sposobów na obniżenie kosztów energii słonecznej, ponieważ może obniżyć koszt paneli słonecznych w przeliczeniu na wat, a także obniżyć koszty instalacji, ponieważ potrzeba mniej paneli słonecznych (patrz Urządzenia Alta: Wyszukiwanie rozwiązanie słoneczne).

Firma Sol Voltaics z siedzibą w Lund w Szwecji planuje opracować sprzęt do produkcji atramentu nanoprzewodowego, a następnie sprzedać go istniejącym producentom. Oczekuje się, że atrament zwiększy wydajność, pomagając ogniwom słonecznym pochłaniać więcej światła słonecznego.

Badania nad wytwarzaniem nanoprzewodów do fotowoltaiki słonecznej trwają od lat, ale wytwarzanie nanoprzewodów nigdy nie było wykonywane w sposób ekonomiczny (zob. Nanoprzewody pochłaniające światło z ich otoczenia i Jak podwoić moc paneli słonecznych). Nanodruty są zwykle hodowane na podłożu w procesie wsadowym, który jest zbyt kosztowny do produkcji na dużą skalę.

Zespół Uniwersytetu Lund kierowany przez Samuelsona opracował alternatywną metodę, która eliminuje substrat. Rozpoczyna się od odparowania złota w celu wytworzenia nanocząstek aerozolu, które wraz z dwoma innymi gazami trafiają do pieca w kształcie rury. Złoto służy jako ziarno, które katalizuje reakcję z gazami, tworząc nanodruty arsenku galu. W papier opublikowane w Natura W grudniu ubiegłego roku naukowcy z Lund powiedzieli, że w procesie zwanym aerotaksją można hodować nanodruty z arsenku galu o 20 do 1000 szybciej niż metody osadzania wsadowego. Kontrolując temperaturę i czas reakcji, mogą kontrolować wymiary nanoprzewodów, co ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji ich wydajności w przypadku ogniw słonecznych.

Brian Korgel, profesor inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Teksańskim, mówi, że aerotaksja ma potencjał, aby zostać przeskalowanym do procesu ciągłego. Mówi, że wytwarzanie dużych ilości pozwoliłoby przezwyciężyć jedno z największych wyzwań technicznych związanych ze zwiększeniem produkcji nanodrutów w fazie gazowej.

W osobnym artykule w Nauka na początku tego roku ci sami naukowcy z Lund University wykazali, że macierze tych nanoprzewodów wykonanych metodą aerotaksji poprawiły wydajność ogniw słonecznych z fosforku indu o 13,8%, wychwytując więcej światła.

Następnym krokiem dla Sol Voltaics jest wykazanie, że efekt działa również na krzemowe ogniwa słoneczne, najpowszechniejszy typ, mówi dyrektor generalny Dave Epstein. Następnie zamierza opracować sprzęt do produkcji nanoprzewodów. Szacuje, że atrament zwiększyłby koszty produkcji o jeden lub dwa centy za wat — obecnie produkcja paneli słonecznych kosztuje mniej niż 75 centów za wat. Mówi, że wystarczy jeden gram nanoprzewodów, aby pokryć metr kwadratowy krzemowego panelu słonecznego, więc potrzebują tylko bardzo małej ilości materiału.

Wszystko wskazuje na to, że nawet jeśli wystąpią dodatkowe koszty, zwiększona wydajność znacznie przeważy koszty, mówi Alf Bjørseth, założyciel REC Solar i inwestor w Sol Voltaics.

Jeśli podejście oparte na nanodrutach i tuszu na krzemie jest skuteczne, firma planuje rozpocząć produkcję na małą skalę w 2015 roku. Oczekuje się, że do produkcji na skalę komercyjną będzie potrzebować 50 milionów dolarów – znacznie mniej niż fabryka energii słonecznej na pełną skalę. sprzedaż tylko produktu dodatkowego.

ukryć