211service.com
Nano Ink Boost til Silicon Solar
Et californisk firma bruger siliciumblæk mønstret på toppen af siliciumwafers for at øge effektiviteten af solceller. Sunnyvale, CA, firmaet Innovalight siger, at inkjet-processen er en billigere vej til mere effektiv solenergi. Ved hjælp af denne proces har virksomheden lavet celler med en effektivitet på 18 procent.
Inkjet solenergi: Inkjet printprocessen gør det muligt for Innovalight at lave siliciumwafers, der er tynde nok til at bøje.
Innovalight har indgået et samarbejde med solcelleproducenten JA Solar , med hovedkvarter i Shanghai, som planlægger at integrere inkjet-printteknologien i sine produktionslinjer. De resulterende solceller skulle være på markedet til næste år.
Det er muligt at øge effektiviteten af solceller ved at mønstre silicium på en måde, der forbedrer absorptionen af højenergilys med kort bølgelængde. Men dette kræver normalt tilføjelse af flere ætsningstrin til fremstillingsprocessen, og denne type cellearkitektur koster mange penge at tjene ved at bruge standardprocedurer, siger Homer Antoniadis , teknologichef hos Innovalight.
Innovalight har ikke afsløret omkostningerne ved at tilføje sin blæk til solceller, men hvis virksomhedens proces opnår sådanne effektivitetsgevinster til en lavere pris, kan det hjælpe med at gøre solenergi til en mere konkurrencedygtig kilde til elektricitet. Virksomheden har udviklet silicium blæk, der kan mønstres ved hjælp af inkjet print teknologi udviklet af OTB Solar , et firma med hovedkontor i Eindhoven, Holland.
Innovalights blæk er en suspension, der indeholder silicium nanokrystaller. Selvom opskriften er proprietær, siger Antoniadis, at virksomheden har god kontrol over to nøglefaktorer: størrelsen af nanokrystallerne og deres printbarhed. Ved at lave krystallerne blot et par nanometer i diameter, har virksomheden sænket den temperatur, der kræves for at binde dem til den underliggende wafer. Siliciumblækket indeholder også en organisk forbindelse, der hjælper med at suspendere siliciumet, som ellers har en tendens til at synke til bunds og dermed gøre væsken kompatibel med inkjet-print. Fordi processen kræver lavere temperaturer og kan udføres på tyndere siliciumskiver end dem, der bruges i konventionel cellefremstilling, hjælper det med at bringe prisen ned, siger Innovalights administrerende direktør. Conrad Burke .
Den gennemsnitlige effektivitet på 18 procent af solcellerne fremstillet i Innovalights pilotanlæg i Californien er blevet uafhængigt bekræftet af Nationalt laboratorium for vedvarende energi . Uden at bruge inkjet-printteknikken ville effektiviteten af sådanne celler være omkring 16,5 procent til 17 procent, siger Antoniadis.
Siliciumopløsning: Innovalights blækopløsning indeholder siliciumnanokrystaller.
Rekordeffektiviteten af en siliciumsolcelle er omkring 25 procent i laboratoriet, siger Matthew Beard , en seniorforsker ved National Labs Golden, CO, forskningscenter, som ikke var involveret i testen. Men, siger Beard, hvis de kan [opnå 18 procent effektivitet] til en lavere pris, så ville det være væsentligt.
Cyrus Wadia , en forsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory, er enig og tilføjer, at fordi effektivitetsløftet er beskedent, er nøglen prisen. Wadia regner med, at silicium-blæk-udskrivningen ville skulle lægge mindre end 13 procent, cirka, til de samlede omkostninger ved cellen for at være umagen værd.
Det ultimative løfte om siliciumblæk er, at det kan bruges til at lave en hel solcelle, hvilket helt eliminerer behovet for en wafer, siger Wadia, der udvikler nanomaterialer med samme mål for øje.
I princippet er det muligt, siger Antoniadis, men det vil kræve væsentligt mere udvikling og tid. Innovalight har udviklet siliciumblæk, der kan lede både positive og negative ladninger – nøglematerialerne i en solcelle. Men virksomheden forfølger silicium-på-silicium-applikationen først, siger Antoniadis, fordi vi skal levere materialeværdi på kortest mulig tid.