211service.com
Bardziej wydajne i tańsze ogniwa słoneczne
Startup 1366 Technologies z Lexington w stanie Massachusetts ogłosił usprawnienia w konwencjonalnej produkcji ogniw słonecznych, które mogą znacznie zwiększyć wydajność multikrystalicznych ogniw krzemowych i obniżyć koszty energii słonecznej o około 20 procent.
Pułapka świetlna: Wpadające światło odbija się od rowków w srebrnej opasce i jest kierowane wzdłuż szklanej osłony. To światło, które zwykle jest tracone, może następnie zostać wchłonięte przez ogniwo słoneczne. Rowkowana opaska to jedno z trzech ulepszeń, które mogą znacznie obniżyć koszty wytwarzania energii słonecznej.
Taka redukcja kosztów sprawiłaby, że energia słoneczna byłaby bardziej konkurencyjna w stosunku do konwencjonalnych źródeł energii elektrycznej. W słonecznych warunkach może to obniżyć koszt energii słonecznej do około 15-16 centów za kilowatogodzinę, mówi Craig Lund, dyrektor ds. rozwoju biznesu w 1366 Technologies. Jest to tańsze niż niektóre konwencjonalne źródła energii elektrycznej, zwłaszcza te używane w okresach szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną.
1366 Technologies opracowało trzy procesy, które można włączyć do istniejących linii produkcyjnych ogniw słonecznych w celu poprawy wydajności ogniw. Wykazano, że technologie te można wykorzystać do produkcji multikrystalicznych ogniw słonecznych, które są 18 procent wydajne w przekształcaniu światła słonecznego w energię elektryczną. Według Joonki Song, partnera Photon Consulting z siedzibą w Bostonie w stanie Massachusetts, obecny standard branżowy dla takich ogniw słonecznych wynosi od 15 do 16 procent, chociaż wyższa wydajność zostało zgłoszone . Firma już wcześniej demonstrowała nowe technologie, ale tylko z bardzo małymi, eksperymentalnymi ogniwami słonecznymi w laboratorium. Teraz produkuje pełnowymiarowe ogniwa słoneczne przy użyciu sprzętu używanego w produkcji na dużą skalę.
Kluczem do technologii start-upów nie jest jednak efektywność, jaką ją osiągnięto, ale to, jak niewiele ta efektywność kosztuje. Lund twierdzi, że nowe procesy dodają tylko kilka centów za wat do kosztów wytwarzania ogniw słonecznych, ale ta inwestycja prowadzi do znacznie większych oszczędności w produkcie końcowym. Poprawa ilości energii generowanej przez każde ogniwo słoneczne obniża koszty materiałów, koszty produkcji modułów słonecznych (w których ogniwa są montowane w panele słoneczne) oraz koszty instalacji. W końcu, mówi Lund, koszt zainstalowanego panelu słonecznego zostanie obniżony o 50 centów do 80 centów za wat.
Multimedialne
Obejrzyj szczegółową demonstrację, jak zwiększyć wydajność ogniw słonecznych.
Zobacz, jak zmieniła się energia słoneczna w ciągu ostatnich 30 lat i dokąd zmierza.
Nowe procesy, wynalezione przez Emanuela Sachsa, dyrektora ds. technologii i profesora inżynierii mechanicznej na MIT, zwiększają ilość światła, którą mogą pochłaniać ogniwa słoneczne.
W normalnym krzemowym ogniwie słonecznym elektrony generowane w krzemie muszą wydostać się z materiału, aby wytworzyć prąd elektryczny, przemieszczając się najpierw do górnej warstwy krzemu, a następnie wzdłuż tej warstwy do wąskich srebrnych linii zwanych palcami. Palce następnie przewodzą elektrony do szyn zbiorczych, dwóch lub trzech widocznych srebrnych pasm widocznych na powierzchni większości krzemowych ogniw słonecznych. Opaski te zacieniają znajdujący się pod nimi krzem, zmniejszając ilość światła, które mogą pochłaniać komórki.
Pierwszy nowy proces opracowany przez 1366 Technologies wytwarza rowkowane szyny zbiorcze, które zapobiegają odbijaniu się światła od panelu słonecznego. Zamiast tego rowki powodują przekierowanie światła wzdłuż szyby na panelach słonecznych. To światło może następnie zostać pochłonięte przez niezacienione obszary ogniwa słonecznego.
Drugi proces poprawia palce komórki przewodzące elektrony. Chociaż te srebrne linie są znacznie węższe niż szynoprzewody, w ogniwie słonecznym jest ich znacznie więcej i razem zacieniają znaczną część krzemu. Sachs opracował proces tworzenia znacznie węższych linii bez poświęcania ich przewodności. Zamiast korzystać z konwencjonalnej technologii sitodruku, jego proces obejmuje wytrawianie korytek w powierzchni krzemu i osadzanie cząstek srebra w korytach. Metal jest następnie dodawany do tych cząstek poprzez galwanizację, aby zbudować palce. Rynna utrzymuje wąskie linie, ale pozwala na stosunkowo wysokie ułożenie srebra, zachowując przewodność. 1366 Technologies twierdzi, że zwykle szyny zbiorcze i palce zacieniają 9 procent powierzchni ogniwa, ale dzięki nowym procesom firmy to zacienienie można zmniejszyć do 2 procent. Inni opracowali techniki zmniejszania cieniowania, ale były one drogie.
Trzeci proces zmniejsza ilość światła odbijanego od powierzchni krzemu ogniwa poprzez teksturowanie jego powierzchni. Jest to podejście stosowane przez innych, ale teksturowanie odbywa się w bardzo regularny wzór, który tworzy mniejszą powierzchnię niż inne podejścia. Obszar powierzchni jest problemem w ogniwach słonecznych, ponieważ elektrony są często uwięzione na powierzchni materiałów, mówi Sachs.
Ponieważ procesy 1366 Technologies mogą być włączone do istniejących linii produkcyjnych, producenci ogniw słonecznych mogą je szybko i niedrogo zaadaptować – mówi Sachs. Firma pracuje nad dalszym zmniejszeniem szerokości srebrnych palców i poprawą teksturowania, mając na celu osiągnięcie 19 procent wydajności.