211service.com
Billigere højeffektive solpaneler
Kinesisk producent af solpaneler Suntech Power har udviklet en ny proces til fremstilling af siliciumwafers til solceller, der kan reducere omkostningerne til solenergi med 10 til 20 procent.
Solkrystaller: Et nyt solpanel fra Suntech indeholder celler fremstillet ved hjælp af en ny silicium-wafer støbeproces. Cellerne - de mindre firkanter inde i panelet - er halvt monokrystallinske (de mørke områder af cellerne) og halvt multikrystallinske (de brogede områder).
De mest effektive siliciumsolceller bruger wafere, der består af en enkelt krystal af silicium. Når de fremstilles ved den nye proces, koster disse højkvalitets monokrystallinske wafere omtrent det samme som multikrystallinske wafere af lavere kvalitet, eller potentielt halvt så meget som monokrystallinske wafere fremstillet ved konventionelle processer. (Wafer-omkostninger er kun en del af omkostningerne ved solenergi, hvorfor en proces, der kan koste halvt så meget, kun reducerer de samlede omkostninger med 10 til 20 procent.)
Idéen bag processen blev patenteret for mere end 20 år siden, men aldrig udviklet kommercielt af patentejerne. Patenterne udløb for omkring tre år siden, og flere virksomheder – JA Solar, LDK Solar og Renesola foruden Suntech – annoncerede for nylig, at det var lykkedes dem at få processen til at fungere.
Stuart Wenham, Suntechs CTO, beskrev fremskridtet på en solkonference i denne uge i Seattle og sagde, at virksomheden allerede er begyndt at sælge solpaneler fremstillet ved hjælp af processen.
Disse nyheder kan skabe problemer for virksomheder i USA og andre steder, der håber på at kommercialisere nye tyndfilmssolteknologier. I teorien er tyndfilmsteknologi billigere pr. watt end siliciumteknologi. Men dets producenter har haft svært ved at konkurrere med kinesiske producenter af konventionelle siliciumsolpaneler, som støt har reduceret omkostningerne dels ved at forbedre fremstillingsteknikker og dels fordi statsstøtte har gjort det muligt for dem at opskalere produktionen hurtigt.
Fremstilling af monokrystallinske wafere af høj kvalitet involverer normalt opvarmning af silicium til over 1.400 ° C (højere end dets smeltepunkt) og derefter dypning af en frøkrystal i smelten. En barre, hvorfra vaflerne vil blive skåret, dannes ved gradvist at trække frøet op, mens siliciumet krystalliserer omkring det. Dette sker i løbet af en til to dage, hvor siliciumpuljen skal holdes varm - hvilket tager meget energi. Både energiforbruget og den langsomme produktionshastighed gør processen dyr. Fremstilling af multikrystallinske barrer er hurtigere og mindre energikrævende - siliciumet smeltes og afkøles derefter. Der er ingen grund til at holde silicium varmt, hvilket sparer energi, men celler fremstillet af disse materialer er meget mindre effektive.
Suntech har udviklet en måde at danne monokrystallinsk materiale ved hjælp af en modificeret version af den multikrystallinske proces.
Den bruger frøkrystaller, men i stedet for gradvist at blive trukket ud af silicium (som med den konventionelle monokrystallinske proces), er de arrangeret i bunden af en digel og fuldstændig dækket med smeltet silicium. Derefter trækkes varme ud gennem bunden af digelen, hvilket sikrer, at krystalliseringen begynder i bunden, hvor frøene er.
Dette er i bund og grund den proces, der blev patenteret for årtier siden. Forfinelser Suntech har fået hjælp til at overvinde en af de største udfordringer, som processen giver: det smeltede silicium i kontakt med kanterne af beholderen danner sine egne frø, og som et resultat er den endelige plade af silicium monokrystallinsk på indersiden og multikrystallinsk mod uden for.
Suntech fandt ud af, hvordan man holder det multikrystallinske område på et minimum: den resulterende barre er 70 procent monokrystallinsk. Rene monokrystallinske wafere er lavet fra midten af barren. Materialet på kanterne, som er halvt monokrystallinsk og halvt multikrystallinsk, bruges også. Celler lavet af dette viser sig at være omkring 10 procent mere effektive end almindelige multikrystallinske celler, hvilket er næsten lige så effektivt som rene monokrystallinske celler.
Wenham siger, at processen kan bruge eksisterende wafer-bearbejdningsudstyr, så det kan skaleres op hurtigt. Processen kunne være noget af en game-changer inden for solcelleanlæg, da den giver meget højere ydeevne til reducerede omkostninger, siger han.
Wenham siger, at Suntech forventer, at meget af industrien vil tage lignende teknologi i brug i de næste to år. Fordi grundprincippet ikke længere er patenteret, har mange virksomheder været i stand til at udvikle deres egne versioner af det. Han siger, at Suntech søger at patentere teknologier relateret til at bruge de nye materialer til at fremstille solpaneler.