211service.com
En startups Nanowire-blæk løfter solcelleeffektiviteten
Blæk fyldt med mikroskopiske halvledere kaldet nanotråde kunne gøre solenergi billigere ved at øge effektiviteten af solpaneler med 25 procent, uden at det koster meget at producere, siger Sol Voltaics , en startup, der har rejst 11 millioner dollars, og som i denne uge annoncerede sin hensigt om at kommercialisere blækket.
Nano blæk: En gengivelse af nanotråde, der kunne øge solcellens ydeevne.
Blækket er baseret på to fremskridt fra Lunds Universitet i Sverige. Professor Lars Samuelson demonstreret, at nanotråde kan forbedre solcellernes effektivitet, og han udviklede en ny måde at fremstille nanotråde på, som kunne gøre dem praktiske at bruge.
Forøgelse af solcelleeffektiviteten er en af de mest effektive måder at reducere omkostningerne ved solenergi, da det kan sænke omkostningerne pr. watt af solpaneler samt reducere installationsomkostningerne, fordi færre solpaneler ville være nødvendige (se Alta Devices: Finding en solopløsning).
Lund, Sverige-baserede Sol Voltaics planlægger at udvikle udstyr til at producere nanotrådsblæk og derefter sælge det til eksisterende producenter. Blækket forventes at øge effektiviteten ved at hjælpe solceller med at absorbere mere sollys.
Forskning i at lave nanotråde til solcelleanlæg har stået på i årevis, men fremstilling af nanotråde er aldrig blevet gjort på en økonomisk måde (se Nanotråde suger lys op fra omkring dem og hvordan man fordobler styrken af solpaneler). Nanotråde dyrkes normalt på et substrat i en batch-proces, der er for dyr til produktion i stor skala.
Lunds Universitets team ledet af Samuelson har udviklet en alternativ metode, der fjerner substratet. Det starter med at fordampe guld for at producere aerosolennopartikler, som strømmer ind i en rørformet ovn sammen med to andre gasser. Guldet fungerer som et frø, der katalyserer en reaktion med gasserne for at danne galliumarsenid nanotråde. I en papir udgivet i Natur december sidste år sagde Lund-forskerne, at processen, kaldet aerotaxy, kan dyrke galliumarsenid-nanotråde 20 til 1.000 hurtigere end batch-aflejringsmetoder. Ved at styre temperatur og reaktionstid kan de styre dimensionerne af nanotrådene, hvilket er nøglen til at optimere deres ydeevne til solceller.
Brian Korgel, professor i kemiteknik ved University of Texas, siger, at aerotaxi har potentialet til at blive skaleret til en kontinuerlig proces. At lave store mængder ville overvinde en af de største tekniske udfordringer med at opskalere gasfase nanotrådsproduktion, siger han.
I et separat papir i Videnskab tidligere i år viste de samme forskere ved Lunds Universitet, at arrays af disse nanotråde lavet med aerotaxy-metoden forbedrede effektiviteten af indiumphosphid-solceller med 13,8 procent ved at fange mere lys.
Det næste skridt for Sol Voltaics er at demonstrere, at effekten også virker på siliciumsolceller, den mest almindelige type, siger administrerende direktør Dave Epstein. Efter det har den til hensigt at udvikle udstyr til at fremstille nanotrådene. Han vurderer, at blækket vil tilføje en eller to cent per watt til produktionsomkostningerne - det koster i øjeblikket mindre end 75 cent per watt at lave solpaneler. Det kræver kun et gram nanotråde at dække en kvadratmeter af et siliciumsolpanel, så de behøver kun en meget lille mængde materiale, siger han.
Alt tyder på, at selvom der kommer en meromkostning, vil den øgede effektivitet langt opveje omkostningerne, siger Alf Bjørseth, stifter af REC Solar og investor i Sol Voltaics.
Hvis nanotråd-blæk-på-silicium-tilgangen er effektiv, planlægger virksomheden at påbegynde småskalaproduktion i 2015. Det forventer at skulle bruge 50 millioner dollars - meget mindre end en fuldskala solcellefabrik - for at producere i kommerciel skala, da det er kun sælger et tillægsprodukt.