211service.com
Tyndfilm Solar med høj effektivitet
Solceller fremstillet af billigt nanokrystalbaseret blæk har potentialet til at være lige så effektive som de konventionelle uorganiske celler, der i øjeblikket bruges i solpaneler, men kan printes billigere. Solexant , et firma i San Jose, Californien, fremstiller i øjeblikket solceller for at teste teknologien. For at kunne konkurrere med andre tyndfilmssolcelleselskaber satser Solexant på enklere, billigere printprocesser og materialer samt lavere startkapitalomkostninger til at bygge sine anlæg. Virksomheden forventer at sælge moduler for $1 pr. watt, med effektivitet over 10 procent.
Nanokrystal solenergi: Solcellerne i toppen blev lavet på en rulle-til-rulle-printer af en blæk bestående af de stavformede uorganiske halvledende nanokrystaller vist nedenfor. Cellerne blev trykt på en fleksibel metalfolie og vil blive toppet med en glasplade.
Virksomheden har licenserede metoder til at dyrke nanokrystaller og lave dem til blæk fra Paul Alivisatos , professor i nanoteknologi ved University of California, Berkeley og midlertidig direktør for Lawrence Berkeley National Laboratory . (Alivisatos er i Solexants bestyrelse.) Alivisatos siger, at fordelen ved disse materialer er deres potentiale til at kombinere lave omkostninger med høj ydeevne. Solceller lavet af krystallinsk silicium er effektive til at omdanne sollys til elektricitet, men de er dyre at fremstille. For at nedbringe omkostningerne har virksomheder udviklet tyndfilmssolceller fra halvledere, der ikke matcher krystallinsk siliciums ydeevne, men som er meget billigere at lave.
Solexants mål er at lave billige tyndfilmssolceller med relativt høj effektivitet. Det vil ikke afsløre, hvad nanopartikelblæk er lavet af, men virksomheden siger, at de er suspensioner af stavformede, halvledende nanokrystaller, der er fire nanometer i diameter og 20 til 30 nanometer lange. Solexant-cellerne er trykt på en metalfolie som substrat. Nanokrystalfilm er enkle at udskrive, men har dårlige elektriske egenskaber. Elektroner har en tendens til at blive fanget mellem de små partikler. Tricket med disse celler er, hvordan man deponerer materialerne i farten på en måde, der laver en meget ledende overflade, som igen sikrer en anstændig lys-til-el-konvertering, siger Alivisatos. Solexant begynder med nanokrystaller, fordi de er nemmere at udskrive, og opvarmer dem, efterhånden som de udskrives, hvilket får dem til at smelte sammen til større mikrokrystaller af høj kvalitet, der ikke har så mange steder, hvor elektroner kan tabe sig.
De resterende dele af solcellen, inklusive de elektriske kontakter og et lysabsorberende lag, er også printet på de fleksible metalfilm. Denne proces gør det muligt for Solexant at udskrive meget store områder. Når de er færdige, skæres cellerne og toppes derefter med et stift stykke glas.
At lave hele cellen ved hjælp af en roll-to-roll proces giver virksomheden en fordel i forhold til andre tyndfilm solcellevirksomheder, der printer på glas, som er tungere og begrænset til mindre områder, siger Solexant CEO. Damoder Reddy . Omkostningsfordelen er dramatisk, hvilket giver os mulighed for at producere celler for 50 cent per watt, siger han. Første Solar , et tyndfilmsfirma, der bruger vakuumaflejring til at printe sine celler på glas, har produktionsomkostninger på 85 cents pr. watt. Nanosolar, et andet firma, der fremstiller nanokrystalsolceller, bruger en anden halvleder, der kræver, at kemiske reaktioner finder sted under udskrivning, hvilket øger kompleksiteten og omkostningerne ved processen. Vi printer en præformet halvleder, som eliminerer sådanne trin, siger Reddy.
Solexant har rejst 22,5 millioner dollars i venturefinansiering til at bygge sit pilotanlæg på to megawatt og søger 40 millioner dollars mere i løbet af det næste år for at bygge et 100 megawatt-anlæg. Solar startups søger typisk omkring 250 millioner dollars i kapital for at bygge sådan et anlæg, siger Reddy.
Virksomhedens første produkt, som Reddy siger vil sælge for 1 dollar per watt næste år, vil indeholde et enkelt lag af nanokrystallerne. Virksomheden udvikler i øjeblikket andre typer nanokrystaller, der er mere lydhøre over for forskellige bånd af solspektret i håbet om at øge dets cellers effektivitet. I sidste ende vil vi lave en flerlags, bredspektret celle, siger Reddy.