211service.com
Gaismas fokusēšana uz silīcija pērlītēm
Uzņēmums Japānā ir izstrādājis jaunu saules bateriju izgatavošanas veidu, kas samazina ražošanas izmaksas pat par 50 procentiem. Fotoelektriskās (PV) šūnas sastāv no tūkstošiem sīku silīcija sfēru blokiem, ko ieskauj sešstūra atstarotāji.
Silīcija sfēras: Izgatavojot saules baterijas no sīkām silīcija sfērām (augšējais attēls, melns), izmantotā materiāla daudzumu var samazināt tikai līdz piektdaļai. Sešstūra atstarotāji (vidējais attēls) nodrošina, ka lielākā daļa gaismas nonāk sfērās. Elastīga folijas pamatne nozīmē, ka saules baterijas var veidot dažādām vajadzībām (attēls apakšā).
Sistēmas galvenā priekšrocība ir tā, ka tā samazina kopējo vajadzīgā silīcija daudzumu, saka Mikio Murozono, uzņēmuma prezidents. Clean Venture 21 (CV21), kas atrodas Kioto, Japānā. Viņš saka, ka mēs izmantojam vienu piekto daļu neapstrādāta silīcija materiāla, salīdzinot ar tradicionālajām PV šūnām.
Tas var būtiski mainīt kopējās saules bateriju ražošanas izmaksas, saka Hovards Brencs , galvenais zinātnieks Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija ’s Nacionālais fotoelementu centrs Viņš saka, ka aptuveni 20 līdz 30 procenti no saules bateriju moduļa izmaksām ir neapstrādāta silīcija izmaksās.
CV21 savu šūnu ražošanu sāka oktobrī; pirmais no tā 10 kilovatu moduļiem pārdošanā nonāks šomēnes. Lai gan sākotnēji šie moduļi maksās aptuveni tikpat, cik tradicionālā šķirne, cena 2008. gadā samazināsies par 30 procentiem, jo ražošanas apjoms maijā palielinās no 1000 elementiem dienā līdz 60 000 elementu dienā, saka Murozono. Viņš saka, ka galvenais mērķis ir līdz 2010. gadam padarīt tās par 50 procentiem lētākas nekā esošās šūnas.
Sfēriskās saules baterijas sākotnēji ierosināja Texas Instruments apmēram pirms 30 gadiem, saka Branzs. Bet, lai gan tiem bija iespēja samazināt izmantotā silīcija daudzumu, tie radīja virkni jaunu problēmu. Piemēram, to izliektās virsmas var izraisīt vairāk gaismas atstarošanos, kas samazina to efektivitāti. Turklāt tikai puse no sfēras faktiski tiek pakļauta gaismai. Arī starp sfērām, ja tās ir sakārtotas masīvos, mēdz veidoties ievērojamas spraugas, kas var vēl vairāk samazināt saules baterijas efektivitāti.
CV21 risinājums bija ievietot katru no viena milimetra diametra silīcija sfērām savā sešstūra alumīnija reflektorā. Tie darbojas tāpat kā automašīnas priekšējie lukturi, bet pretēji, nodrošinot, ka jebkura gaisma, kas skar atstarotāju, ir vērsta uz sfēru. Izmantojot šo pieeju, tiek izmantota pat sfēras apakšdaļa. Atstarotāju sešstūra forma ļauj tos salikt kopā bez tukšas vietas starp tiem. Faktiski tie ir mini koncentratori, saka Branzs.
Pašas sfēras sastāv no pozitīvi leģētas (p veida) silīcija lodītes. Bumbiņas virsma tiek apstrādāta, lai padarītu to negatīvi leģētu (n-veida), kā arī pievienots pretatstarojošs pārklājums. Šie divi ārējie slāņi veido fotoelementu pusvadītāju materiāla pamatu. Pēc tam sfēras tiek savienotas ar elektrodu uz elastīgas folijas substrāta, izmantojot caurumu reflektora apakšā.
Elastīgā folijas pamatne nozīmē, ka moduļus var veidot dažādiem lietojumiem. Jūs varētu tos uzstādīt virs hibrīda elektriskajām automašīnām un izliektām flīzēm uz jumtiem, saka Murozono.
Es domāju, ka tehnoloģija darbojas, saka Branzs. Bet jautājums ir par to, vai uzņēmums var padarīt saules baterijas efektīvākas. Viņš saka, ka pašlaik ražoto šūnu efektivitāte ir tikai aptuveni 10 procenti. Šobrīd lielākā daļa saules bateriju ir 14 līdz 15% efektīvas.
Izmaksu samazināšana par 30 procentiem nepalīdz, ja ir nepieciešams par 30 procentiem vairāk elementu, lai ražotu tādu pašu elektroenerģijas daudzumu, saka Branzs.
Murozono saka, ka ir veidi, kā padarīt šūnas efektīvākas, piemēram, uzlabojot silīcija tīrību un kvalitāti. Sfēru izmēra samazināšana līdz 0,8 milimetriem arī uzlabo veiktspēju, vienlaikus vēl vairāk samazinot izmaksas, izmantojot par 20 procentiem mazāk silīcija. Mēs uzlabosim efektivitāti līdz 13 procentiem 2008. gadā un 15 procentiem līdz 2010. gadam, saka Murozono.
Visā pasaulē trūkst augstas kvalitātes silīcija, saka Čārlzs Kromers pētnieks Floridas Saules enerģijas centrā, Cocoa, FL. Šo deficītu lielā mērā ir izraisījis pieprasījuma pieaugums pēc integrālajām shēmām un saules baterijām, un tas ir tikai paaugstinājis silīcija ietilpīgo fotoelementu cenu. Tātad saules baterijai, kas patērē daudz mazāk silīcija nekā tā konkurenti, vajadzētu nodrošināt CV21 reālu priekšrocību izmaksu samazināšanas ziņā. Bet tas, ka viņi var padarīt tos lētākus, nenozīmē, ka viņi tos pārdos patērētājiem par puscenu, saka Kromers.