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2011-07-05 20:00来源:OFweek关键词:AltaDevices光电转换率太阳能电池收藏点赞
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据路透社报道,位于美国加州Santa Clara的太阳能电池板生产商AltaDevices今天宣布,其生产的太阳能电池板光电转换率达到28.2%,打破此前该公司去年创造的27.6%的记录。阿尔塔设备公司称,其创新技术可用于进行大规模生产。
Alta Devices表示,硅基太阳能电池板理论转换率为33.5%。该公司可能正在研发能够达到该水平的太阳能电池板。像First Solar生产的薄膜太阳能电池板的转换率达不到硅基电池板的转换水平。来自第一太阳能的Pam Hegarty表示,在漫射光和高温环境状态下,薄膜太阳能电池板的表现要好于硅基电池板。虽然薄膜太阳能电池板占地较多,安装成本更高,但是其在光照环境不好的情况下能产生更多的电力。
Pam Hegarty说道:“所有事情都有其两面性,硅基太阳能电池板拥有更高的转换率,但是当太阳光不是在直射状态下,薄膜太阳能电池板能够吸收更多的阳光,生产更多的电力。”
阿尔塔设备公司的研究人员研究砷化镓(gallium arsenide),提高内在属性,使它“几乎成为理想的太阳能电池材料,”Alta合伙创始人、加州理工大学(Caltech)应用物理学教授Harry Atwater说,当太阳能电池吸收阳光时,部分能量在阳光照射下产生电子,这些电子被迅速引出电池,形成电力。如果电子被提取得不够快,它们就会衰变,释放能量,成为热或光。丧失这种能量作为热量,就会减少电池产生的电压和电流量,也减少功率输出。但是,相反,如果电子产生的是光,这种光就可被太阳能电池再次吸收,生成另一个电子,这就提供了另一个机会,使能量在阳光下可成为电力。
Atwater说,公司正在努力改善外延层剥离,开发更好的方法,在晶圆上生长结晶层。目前的方法称为化学气相沉积法(chemical vapor deposition),速度太慢,难以制备廉价的太阳能电池。
在砷化镓中,几乎所有的电子都是产生光,而不是热。在这种最高质量的材料样品中,每进入一个光子,光生产和再吸收循环可发生100次,这就提供了很高的概率,产生的电子最终会被引导发电。为了实现创纪录的太阳能电池的效率,阿尔塔设备公司的研究人员开发了一些化学处理方法,用于材料裂纹,否则,这些裂纹会有一种倾向,绊住电子,并使它们释放能量作为热。他们还努力改进电池背面,确保产生的光子被反射回材料中,从而更有可能使它们产生电力。
如果太阳能发电要与化石燃料竞争,提高效率就必不可少。增加单个太阳能电池的输出功率,就可减少每套设备所需要的电池数,也可以削减某些方面的成本,如安装,布线以及一些电子装置方面,因为要把电池板连接到电网。
值得注意的是,研究人员能够实现高效率,采用的一些技术,阿特沃特说可以用于廉价制造。砷化镓太阳能电池生产成本一直就非常高,因为他们的制备是采用极高质量的半导体晶片,类似于计算机芯片所用的那种。为了削减成本,阿尔塔设备公司正在使用一项技术,称为外延层剥离(epitaxial liftoff),这种技术的早期版本,开创者是阿尔塔设备公司的联合创始人Eli Yablonovitch,是在20世纪80年代提出的。在该技术的最新版本中,这种晶圆被用作种模板,以培育非常薄的层状晶体材料,形成太阳能电池。这些层随后会摆脱晶圆,采用化学蚀刻剥离,从而使晶圆可以再次使用。
虽然仍处于创业阶段,但是Alta Devices最近已经在新一轮融资过程中获得7200万美元的投资。据有关人士透露,该公司打算开发光电转换率大30%的太阳能电池,生产1瓦电的成本将只有50美分。
根据Green Tech Media的报道,这家位于加利福尼亚圣克拉拉的公司打算搬到稍北一点的桑尼维尔。该公司现有55名员工,旗下专利35项。Alta Devices还从美国能源部获得300万美元政府补助用于研发低成本、高转换效率的太阳能电池。
这种高效率电池,阿尔塔设备公司已经生产,是体积小的一次性设备。这家公司更大的太阳能电池组件效率较低,约21%。通常情况下,公司转向大规模生产时,效率会下降几个百分点。阿尔塔设备公司也需要证明,这种高效率电池可持续使用数十年,经受风吹雨打,不会显著降低性能。
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