211service.com
Alta Devices pārspēj Saules šūnu rekordu
Jaunuzņēmums, kas vairākus gadus strādājis slepenā režīmā, saka, ka ir sasniedzis rekordlielu saules bateriju efektivitāti 28,2 procenti, tuvojoties teorētiskajam maksimumam 33,5 procentiem. Atzīme ir aptuveni par 2 procentpunktiem augstāka nekā rekords, kas tika uzstādīts pagājušajā gadā, un tas ir būtisks sasniegums nozarē, kas parasti mēra uzlabojumus procenta desmitdaļās. Uzņēmums Alta Devices, kas dibināts 2007. gadā un atrodas Santaklrā, Kalifornijā, saka, ka tās novatoriskās metodes ir piemērotas liela mēroga ražošanai.
Efektivitātes uzlabošana ir būtiska, lai saules enerģija būtu konkurētspējīga ar fosilo kurināmo. Atsevišķu saules bateriju jaudas palielināšana samazina katrai instalācijai nepieciešamo elementu skaitu, kā arī samazina izmaksas, piemēram, uzstādīšanai, elektroinstalācijai un elektronikai paneļu savienošanai ar tīklu.
Alta Devices pētnieki strādāja ar gallija arsenīdu, lai uzlabotu raksturīgās īpašības, kas padara to par gandrīz ideālu saules bateriju materiālu, saka Harijs Atvoters, Caltech lietišķās fizikas profesors un uzņēmuma līdzdibinātājs. Kad saules baterija absorbē saules gaismu, daļa saules gaismas enerģijas ģenerē elektronus, kas ātri tiek iegūti no šūnas, lai iegūtu elektrību. Ja elektroni netiek iegūti pietiekami ātri, tie sadalās, atbrīvojot savu enerģiju kā siltumu vai gaismu. Enerģijas zudums siltuma rezultātā samazina gan spriegumu, gan strāvas daudzumu, ko šūna var radīt, samazinot jaudu. Bet, ja elektrons tā vietā rada gaismu, saules baterija var to absorbēt, lai radītu citu elektronu, nodrošinot vēl vienu iespēju saules gaismas enerģijai kļūt par elektrību.
Gallija arsenīdā gandrīz visi elektroni rada gaismu, nevis siltumu. Augstākās kvalitātes materiāla piemēros gaismas ražošanas un reabsorbcijas cikls var notikt 100 reizes uz vienu ienākošo fotonu, nodrošinot lielu varbūtību, ka saražotais elektrons galu galā tiks iegūts, lai ražotu elektroenerģiju. Lai sasniegtu savu rekordlielo saules bateriju efektivitāti, Alta Devices pētnieki izstrādāja ķīmisku apstrādi materiāla plaisām, kurām citādi ir tendence notvert elektronus un liek tiem atbrīvot savu enerģiju kā siltumu. Viņi arī strādāja, lai uzlabotu virsmu šūnas aizmugurē, lai nodrošinātu, ka radītie fotoni tiek atspoguļoti atpakaļ materiālā, tādējādi palielinot varbūtību, ka tie radīs elektrību.
Zīmīgi, ka pētnieki spēja sasniegt augstu efektivitāti, izmantojot metodes, kuras, pēc Atwater teiktā, varētu izmantot lētā ražošanā. Gallija arsenīda saules bateriju ražošana ir bijusi dārga, jo tās ir izgatavotas no ļoti augstas kvalitātes pusvadītāju plāksnēm, kas ir līdzīgas tām, kuras izmanto datoru mikroshēmās. Lai samazinātu izmaksas, Alta Devices izmanto paņēmienu, ko sauc par epitaksiālo pacelšanu, kuras agrīno versiju aizsāka Alta Devices līdzdibinātājs. Eli Jablonovičs pagājušā gadsimta astoņdesmitajos gados. Pašreizējā tehnikas versijā vafele tiek izmantota kā veidne ļoti plānu kristāliska materiāla slāņu audzēšanai, veidojot saules bateriju. Pēc tam šos slāņus atbrīvo no vafeles ar ķīmisko kodināšanu un noņem, ļaujot vafeles izmantot vēlreiz.
Atwater saka, ka uzņēmums strādā, lai uzlabotu epitaksiālo pacelšanos un izstrādātu labākus veidus, kā audzēt kristāliskos slāņus uz vafeles. Pašreizējā metode, ko sauc par ķīmisko tvaiku pārklāšanu, ir pārāk lēna, lai izgatavotu lētas saules baterijas.
Alta Devices ražotās augstas efektivitātes šūnas ir mazas, vienreizējas ierīces. Uzņēmuma lielākajiem saules moduļiem ir zemāka efektivitāte - aptuveni 21 procents. Parasti uzņēmumiem pārejot uz augstas caurlaidspējas ražošanu, efektivitāte samazinās par vairākiem punktiem. Uzņēmumam Alta Devices arī jāpierāda, ka augstas efektivitātes šūnas kalpos gadu desmitiem, ja tās tiks pakļautas elementu iedarbībai, būtiski nepasliktinot to veiktspēju.