NREL：采用聲波技術(shù)可進(jìn)一步降低光伏電池制造成本

美國(guó)能源部(DOE)旗下的美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的研究人員日前發(fā)表了一份研究報(bào)告，揭示了聲波技術(shù)如何以更低成本制造光伏電池中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

該團(tuán)隊(duì)表示，III-V族光伏電池是一種效率極高的的光伏電池，這種電池以制造過(guò)程中使用的元素周期表中的III族和V族元素而命名。

然而，III-V型光伏電池更高成本限制了它們的應(yīng)用范圍，現(xiàn)在主要用于太空應(yīng)用，為衛(wèi)星和航天器提供動(dòng)力。

這項(xiàng)新研究引入了一種名為“聲波剝落”新的制造工藝，，它可以潛在地降低生產(chǎn)高效III-V型光伏電池的成本。

與使用犧牲蝕刻層將光伏電池從砷化鎵(GaAs)基板上剝離的現(xiàn)有方法不同，聲學(xué)剝落使基板內(nèi)幾乎平行于其表面的可控?cái)嗔殉蔀榭赡堋?/span>

這種斷裂可以很容易地剝離光伏電池，而不會(huì)留下任何殘留物，產(chǎn)生無(wú)污染的表面，從而消除了成本高昂的拋光工藝。

大幅降低這一過(guò)程的時(shí)間是其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)之一。其結(jié)果是獲得了更光滑的表面，可以很容易地用于制造新的光伏電池，這使其既高效又經(jīng)濟(jì)。

該技術(shù)的目的是盡量減少基板上大切面的形成。其結(jié)果是一個(gè)光滑的表面，可以很容易地用于生長(zhǎng)新的光伏電池，很少或不需要進(jìn)行表面再處理。

基材再利用和降低成本

基材再利用的潛力是聲波剝落最有前途的應(yīng)用。通過(guò)重復(fù)使用基板，與制造III-V型光伏電池相關(guān)的成本可以顯著降低。

Kevin Schulte是美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)高效晶體光伏小組的一名科學(xué)家，也是這篇研究報(bào)告的主要作者。他強(qiáng)調(diào)，雖然聲波剝落可能不會(huì)使III-V型光伏電池完全具有成本效益，但它是旨在從多個(gè)角度解決光伏電池成本問(wèn)題綜合研究的一部分。

聲波剝落技術(shù)是由亞利桑那州立大學(xué)開(kāi)發(fā)的，而總部位于鳳凰城的Crystal Sonic公司正在將其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

經(jīng)過(guò)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)認(rèn)證，在先前剝落的基板上制造的光伏電池效率達(dá)到26.9%，與全新基板所能達(dá)到的效率相當(dāng)。

最近，佐治亞理工學(xué)院的一組研究人員采用了一種新穎的方法，利用鋁箔制造固態(tài)電池，與廣泛使用的鋰離子電池技術(shù)相比，這種電池具有更高的能量密度和穩(wěn)定性。

此外，麻省理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種由鋁和硫制成的新型電池，這兩種材料是自然界中儲(chǔ)量豐富且成本低廉的材料。