211service.com
Startup mērķis ir uz pusi samazināt saules bateriju izmaksas
Twin Creeks Technologies Jaunuzņēmums, kas līdz mūsdienām darbojās slepeni, ir izstrādājis veidu, kā izgatavot plānas kristāliskā silīcija plāksnītes, kas, pēc tā teiktā, varētu samazināt silīcija saules bateriju izgatavošanas izmaksas uz pusi. Tā ir demonstrējusi tehnoloģiju nelielā, 25 megavatu gadā saules bateriju rūpnīcā, ko tā uzcēla Senatobijā, Misisipi štatā.
Elastīga jauda: Twin Creeks 20 mikrometrus biezās ar metālu pārklātas silīcija vafeles ir elastīgas un izturīgas.
Siva Sivaram, Twin Creeks izpilddirektors, saka, ka uzņēmuma tehnoloģija samazina gan nepieciešamā silīcija daudzumu, gan ražošanas aprīkojuma izmaksas. Viņš apgalvo, ka uzņēmums var ražot saules baterijas par aptuveni 40 centiem par vatu, salīdzinot ar aptuveni 80 centiem par lētākajām saules baterijām šobrīd. Twin Creeks ir piesaistījis 93 miljonus USD riska kapitālā, kā arī aizdevumus no Misisipi štata un citiem avotiem, ko tā izmantoja savas saules enerģijas rūpnīcas celtniecībai.
Parastais veids, kā izgatavot kristāliskā silīcija vafeles, kas veido lielāko daļu saules bateriju, ietver silīcija bloku vai cilindru sagriešanu 200 mikrometru biezās plāksnēs, kas ir process, kurā aptuveni puse silīcija pārvēršas atkritumos. Nozarē tiek izmantotas 200 mikrometru vafeles, jo daudz plānākas vafeles ir trauslas un mēdz plīst ražošanas līnijā. Bet teorētiski tie varētu būt tik plāni kā 20 līdz 30 mikrometri un joprojām ir tikpat efektīvi vai efektīvāki, pārvēršot saules gaismu elektrībā.
Twin Creeks procesā tiek izgatavotas 20 mikrometrus biezas vafeles lielākoties bez atkritumiem. Tas ietver plāna metāla slāņa uzklāšanu, kas padara tos pietiekami izturīgus, lai tie izturētu parastās saules bateriju apstrādes iekārtas. Sivaram saka, ka, ievērojami samazinot stiepļu zāģu un saistīto iekārtu izmantošanu un izgatavojot plānākas vafeles, Twin Creeks samazina nepieciešamā silīcija daudzumu par 90 procentiem un arī ievērojami samazina kapitāla izmaksas. Viņš saka, ka tehnoloģiju var pievienot esošajām ražošanas līnijām. Uzņēmuma primārais plāns ir pārdot ražošanas iekārtas, nevis ražot saules baterijas. Es paredzu, ka līdz šim laikam nākamgad mums šajā jomā būs pusducis līdz ducis šo rīku, viņš saka.
Saules enerģijas paātrināšana: Twin Creeks Hyperion 3 ir jonu paātrinātājs, kas bombardē silīcija plāksnes ar ūdeņraža joniem, lai radītu ļoti plānas saules plāksnes saules baterijām. Silīcija plāksnes ir izvietotas ap spieķa struktūras ārpusi, kas griežas, kad vafeles tiek iedarbinātas ar joniem.
Process sākas vakuuma kamerā, kur augstas enerģijas ūdeņraža jonu stars bombardē trīs milimetrus biezus kristāliskā silīcija diskus. Joni uzkrājas precīzā 20 mikrometru dziļumā, ko kontrolē staru kūļa spriegums. Kad uzkrājas pietiekami daudz jonu, robota roka ātri noņem plāksnītes, kuras pēc tam ievieto krāsnī, kur silīcijā esošie joni veido mikroskopiskus ūdeņraža gāzes burbuļus, kas izplešas, radot nelielus lūzumus silīcija plāksnītē un izraisot 20 mikrometru garumu. biezs silīcija slānis, lai atslāņotos. Pēc tam uzņēmums plānajam silīcijam uzliek metāla pamatni. (Patentētais process, ko tas izmanto, to atšķir no cita uzņēmuma, Astrovats , kas veido līdzīgi plānas vafeles . Taču Astrowatt vafeles ir nedaudz izliektas, kas var apgrūtināt to apstrādi parastajās ražošanas iekārtās.)
Twin Creeks vafeles ir saderīgas ar tradicionālajām saules bateriju ražošanas iekārtām un procesiem, ko tagad izmanto progresīvu saules bateriju konstrukciju, piemēram, heterosavienojuma elementu, izgatavošanai. Sivaram saka, ka ūdeņraža jonu process darbojas ar vienkristāla materiāliem, kas nav silīcijs, tostarp gallija arsenīds, pusvadītājs, kas ir izmantots, lai ražotu pasaules rekordefektivitātes saules baterijas.
Jau iepriekš tika apsvērta iespēja izmantot jonu staru, lai izveidotu plānas kristāliskā silīcija vafeles, taču tas bija pārāk dārgi, lai būtu praktiska ražošanas metode. Tam bija nepieciešams daļiņu paātrinātājs, kas varētu radīt jonu starus, kuriem ir gan ļoti liela strāva, gan ļoti liela enerģija, un šāds zvērs neeksistēja, saka Sivarams. Lai padarītu tehnoloģiju dzīvotspējīgu, Twin Creeks izstrādāja jonu paātrinātāju, kas ir 10 reizes jaudīgāks nekā jebkurš komerciāli pieejams paātrinātājs, viņš saka.
Lai gan uzņēmums uzsver, ka tehnoloģija ir savietojama ar esošajām ražošanas līnijām, tai ir nepieciešamas vismaz vienas izmaiņas. Parasti vafeles tiek apstrādātas, lai izveidotu raupju virsmas tekstūru, kas palīdz tām absorbēt gaismu, nevis to atstarot. Tekstūra ir veidota no piramīdām, kuru augstums ir aptuveni tikpat augsts, cik biezas ir Twin Creeks vafeles, tāpēc to nav praktiski izmantot kopā ar jaunajām vafelēm. Sivaram saka, ka uzņēmums ir ieviesis alternatīvu pretatspīdumu tehnoloģiju, kas ļauj tās saules baterijām darboties tikpat labi kā tiem, kas izgatavoti ar parasto procesu.