211service.com
Cienkowarstwowy panel słoneczny o wysokiej wydajności
Ogniwa słoneczne wykonane z tanich atramentów na bazie nanokryształów mogą być równie wydajne jak konwencjonalne ogniwa nieorganiczne stosowane obecnie w panelach słonecznych, ale można je drukować taniej. Solexant , firma z San Jose w Kalifornii, produkuje obecnie ogniwa słoneczne w celu przetestowania tej technologii. Aby konkurować z innymi cienkowarstwowymi firmami fotowoltaicznymi, Solexant stawia na prostsze i tańsze procesy drukowania i materiały, a także niższe początkowe koszty kapitałowe budowy swoich zakładów. Firma spodziewa się sprzedawać moduły w cenie 1 dolara za wat, przy wydajności powyżej 10 procent.
Nanokrystaliczna energia słoneczna: Ogniwa słoneczne na górze zostały wykonane na drukarce roll-to-roll z atramentu składającego się z przedstawionych poniżej nieorganicznych nanokryształów półprzewodnikowych w kształcie prętów. Ogniwa zostały wydrukowane na elastycznej folii metalowej i zostaną zwieńczone szklaną płytką.
Firma posiada licencjonowane metody uprawy nanokryształów i wytwarzania z nich atramentów od Paweł Alivisatos , profesor nanotechnologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley i tymczasowy dyrektor Laboratorium Krajowe im. Lawrence'a Berkeley . (Alivisatos jest w radzie nadzorczej Solexant.) Alivisatos mówi, że zaletą tych materiałów jest ich potencjał łączenia niskich kosztów z wysoką wydajnością. Ogniwa słoneczne wykonane z krzemu krystalicznego są wydajne w przekształcaniu światła słonecznego w energię elektryczną, ale są drogie w produkcji. Aby obniżyć koszty, firmy opracowują cienkowarstwowe ogniwa słoneczne z półprzewodników, które nie odpowiadają wydajnością krystalicznego krzemu, ale są znacznie tańsze w produkcji.
Celem Solexant jest wytwarzanie tanich cienkowarstwowych ogniw słonecznych o stosunkowo wysokiej wydajności. Nie ujawni, z czego wykonane są atramenty nanocząsteczkowe, ale firma twierdzi, że są to zawiesiny półprzewodnikowych nanokryształów w kształcie prętów o średnicy czterech nanometrów i długości od 20 do 30 nanometrów. Ogniwa Solexant są nadrukowane na metalowej folii jako podłożu. Folie nanokrystaliczne są łatwe do drukowania, ale mają słabe właściwości elektryczne. Elektrony mają tendencję do uwięzienia między małymi cząsteczkami. Sztuczka z tymi ogniwami polega na tym, jak nanosić materiały w locie w sposób, który tworzy bardzo przewodzącą powierzchnię, co z kolei zapewnia przyzwoitą konwersję światła na elektryczność, mówi Alivisatos. Solexant zaczyna się od nanokryształów, ponieważ są one łatwiejsze do wydrukowania i podgrzewa je podczas drukowania, powodując ich łączenie się w większe, wysokiej jakości mikrokryształy, które nie mają tylu miejsc, w których elektrony mogą się zgubić.
Pozostałe części ogniwa słonecznego, w tym styki elektryczne i warstwa pochłaniająca światło, są również nadrukowane na elastycznych foliach metalowych. Ten proces pozwala Solexantowi drukować bardzo duże obszary. Po zakończeniu komórki są cięte, a następnie przykrywane sztywnym kawałkiem szkła.
Wykonanie całej komórki w procesie roll-to-roll daje firmie przewagę nad innymi cienkowarstwowymi firmami fotowoltaicznymi, które drukują na szkle, które jest cięższe i ogranicza się do mniejszych obszarów, mówi dyrektor generalny Solexant Damoder Reddy . Korzyści kosztowe są ogromne, pozwalając nam produkować ogniwa za 50 centów za wat, mówi. Pierwszy Solar , firma cienkowarstwowa, która wykorzystuje naparowywanie próżniowe do drukowania swoich ogniw na szkle, ma koszty produkcji wynoszące 85 centów za wat. Nanosolar, inna firma produkująca nanokrystaliczne ogniwa słoneczne, wykorzystuje inny półprzewodnik, który wymaga zachodzenia reakcji chemicznych podczas drukowania, co zwiększa złożoność i koszt procesu. Drukujemy preformowany półprzewodnik, co eliminuje takie kroki, mówi Reddy.
Solexant pozyskał 22,5 miliona dolarów w funduszach venture na budowę swojej dwumegawatowej instalacji pilotażowej i poszukuje kolejnych 40 milionów dolarów w przyszłym roku na budowę obiektu o mocy 100 megawatów. Startupy wykorzystujące energię słoneczną zazwyczaj potrzebują około 250 milionów dolarów kapitału na budowę takiej elektrowni, mówi Reddy.
Pierwszy produkt firmy, który według Reddy'ego będzie w przyszłym roku sprzedawany za 1 wat, będzie zawierał pojedynczą warstwę nanokryształów. Firma obecnie opracowuje inne rodzaje nanokryształów, które lepiej reagują na różne pasma widma słonecznego, w nadziei na zwiększenie wydajności swoich ogniw. Docelowo chcemy stworzyć wielowarstwową komórkę o szerokim spektrum, mówi Reddy.