莱斯大学:新工艺降低太阳能电池成本

来源:发布时间:2012-01-05 23:59:59
索比光伏网讯:在传统太阳能电池制造中,采用低温液体沉积工艺,把一种抗反射膜添加到硅片上,有助于吸收更多的光。同时采用多种量子点,有效吸收全频段波长的阳光。

一种新颖的方法可以制备薄薄的均匀涂层,这是莱斯大学(Rice University)开发的,可以降低传统硅太阳能电池的成本,并可以开辟道路,制备新型太阳能电池,这种电池更高效更便宜,胜过传统电池。



太阳能机器:奈特考尔技术公司首席执行官在演示一种原型AR盒(AR-Box),它使用一项新的液体沉积技术,可采用抗反射涂层。
来源:姓麻省理工科技创业
 这种技术沉积涂层是采用低温液相工艺,而不是现在使用的高温气相工艺,现在,奈特考尔技术公司(Natcore Technology)正在商业化,这家新创公司是在新泽西州(New Jersey)红岸(Red Bank)。该公司计划,利用这一技术取代标准步骤,在传统太阳能电池制造中,增加一种抗反射膜,添加到硅片上,以帮助它们吸收更多的光。这也会带来一种更先进的抗反射技术,称为黑硅(black silicon)。

与此同时,奈特考尔公司正在开发更先进的加工应用,其中包括,制造太阳能电池时,采用碳纳米管或纳米晶体,这些都称为量子点。这种太阳能电池需要几年才能商业化,但远远优于传统的太阳能电池。纳米太阳能电池以前已经尝试过,但该公司认为,它的新制造技术可以使它们更便宜。

因为取代了传统生产线的高温工艺,这种液基工艺可以降低制造成本。奈特考尔公司总裁查尔斯•普罗维尼(Charles Provini)估计,取代传统涂层机,采用他们公司的机器,每年可以使太阳能制造商节省约100万美元的电力成本。

制造商目前都不使用液相工艺制备抗反射膜,部分原因是,很难使涂层足够均匀,以用于太阳能电池。问题在于液体工艺通常运行的方式。这种涂层会形成一种反应物,在液体中与表面相互作用。这种反应物耗尽时,沉积速度就会改变,从而导致涂层厚度的变化。莱斯大学研究人员解决了这个问题,他们开发出一种系统,可以不断补充这种反应物,同时密切监测这种薄膜的厚度。

奈特考尔公司先进的纳米太阳能电池设计,需要把量子点层沉积在硅太阳能电池上。这种量子点设计可吸收的一些颜色,硅不能吸收,这有可能使太阳能电池效率增加一倍。这以前已经尝试过,但形成一层量子点需要昂贵的加工技术,而且证明难以安排量子点间距,以避免它们之间的不必要放电。奈特考尔公司的这种工艺成本低廉,它提供了一种方法,可以控制量子点排列,在涂抹它们时,采用一层二氧化硅,形成间隔区。该公司已决定,首先要涂抹传统的硅太阳能电池,使它更便捷,使业内更容易采用这项技术,但是,最终可能会放弃硅片,制成完全依靠量子点的太阳能电池,这就要采用多种量子点,以有效吸收全频段波长的阳光。

另一种设计,奈特考尔公司正在与柯达公司共同开发,需要使用液相沉积工艺(liquid deposition process),沉积碳纳米管网络,采用一种太阳能半导体材料,生产很薄的柔性太阳能电池。奈特考尔公司说,太阳能电池采用这种设计,可以和传统硅太阳能电池有同样的效率,但成本大约只有一半就可以制作,在很大程度上,这是因为它们的制备,采用了柯达公司的设备,就是制作照相胶片的同一种设备。由于这种太阳能电池轻便柔韧,所以也更容易安装,安装成本会削减一半,奈特考尔公司估计。

安德鲁•巴伦(Andrew Barron)是莱斯大学化学和材料科学教授,他开发这种液相沉积技术,他说,这种碳纳米管设计更接近商业化,胜过量子点设计。他说,研究人员已经制成小型太阳能电池原型,余下的开发工作也必须继续,制定出制作细节。这种量子点太阳能电池仍处于早期阶段,研究人员至今只是使用这种液体工艺,以表明可以使这些量子点的分布符合要求。他们还没有制成太阳能电池。

奈特考尔公司已筹集到约600万美元,这是因为在加拿大证券交易所公开发行股票。它也与中国和意大利的一些公司签署了合资协议。这家公司计划,把它的技术授权给别人,而不是自己制造太阳能电池。公司目前正在测试一种样机型号的商用级液相沉积机,普罗维尼说,公司已有4家太阳能电池制造商,排队要购买这种商用版本的机器,只要公司符合一定的技术标准。

本文为美国Technology Review授权文章,未经书面许可,严禁转载使用。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201201/06/261665.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
中山大学莱恩功能材料研究所Nature Sustainability:用内置超分子复合物降低钙钛矿太阳能电池的铅毒性来源:矿物薄膜太阳能电池 发布时间:2025-11-11 11:53:07

该论文通过在钙钛矿太阳能电池(PSCs)中嵌入由2 - 羟丙基-β- 环糊精(HPβCD)和1,2,3,4 - 丁烷四羧酸(BTCA)组成的自交联超分子复合物,同时解决了铅泄漏、铅毒性及器件稳定性问题;改性后PSCs 冠军功率转换效率(PCE)达22.14%,严重破损器件经522 小时动态水冲刷仍保持97% 初始效率且铅泄漏量< 14 ppb(符合美国EPA 标准),铅毒性降至与无铅PSCs 相当水平,还实现了铅的闭环回收,为PSCs 商业化提供可持续路径。

西班牙3亿欧元计划 支持可再生能源技术设备及零部件生产来源:西西弗斯的哲思 发布时间:2025-07-10 16:00:53

2025年6月27日 - 西班牙生态转型与人口挑战部(MITECO)已批准“可再生能源价值链强化项目”(RENOVAL)的援助拨款决议,将向33个项目授予2.96亿欧元。这些项目旨在生产对西班牙可再生能源技术和产业发展至关重要的设备及零部件。

突破UV衰减瓶颈!东方日升异质结技术再登国际顶刊,引领光伏可靠性革命来源:东方日升新能源 发布时间:2025-07-10 15:52:16

硅异质结太阳能电池对紫外线(UV)敏感。二次离子质谱(SIMS)分析表明,365nm 紫外线会解离 Si-H 键,导致氢原子从 a-Si:H/c-Si 界面迁移并形成亚稳态缺陷。东方日升全球光伏研究院联合东南大学,针对n型异质结电池和组件的紫外稳定性进行了深度机理性的研究,开发了低紫外损伤连续PECVD 工艺,通过优化i1钝化层氢含量达33%( a-Si0x:H)i2钝化层氢含量达25%(a-Si:H),使载流子寿命提升至3.6ms,紫外诱导衰减(UVID)从1.59%降至 0.71%。

CPIA:我国钙钛矿太阳能电池发展情况来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-07-10 15:20:25

近日,中国光伏行业协会分享了年度报告中第七篇,我国钙钛矿太阳能电池发展情况我国钙钛矿太阳能电池发展情况

使用纳米SnO2 与溶胶-凝胶SnO2双层电子传输层的背接触钙钛矿太阳能电池(BC-PSC)来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-07-10 15:09:11

背接触钙钛矿太阳能电池 (BC-PSC) 通过消除前接触电极,从而最大限度地提高光子吸收并改善电荷收集,为传统钙钛矿结构提供了一种有吸引力的替代方案。然而,在 BC-PSC 中实现高效的载流子提取需要先进的界面工程,以最大限度地减少界面缺陷并优化电荷传输。

香港理工大学李刚AM:20.1%! 揭示能量损失机制制备高效三元有机太阳能电池!来源:钙钛矿人 发布时间:2025-07-10 11:25:12

在有机太阳能电池中,三元策略是获得高效有机太阳能电池的主流途径,深入理解提高开路电压(VOC)的工作机理和材料选择标准是实现有机太阳能电池进一步突破的关键。

深度 | 政策机遇与实践挑战并存 绿电直连探路前行来源:电联新媒 发布时间:2025-07-10 09:36:09

近日,国家发改委、国家能源局联合出台《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号,以下简称“650号文”)。650号文试图在电网的“主干道”供电之外,给与市场主体一个新的绿电采购选项:以用户为中心,开辟一条点对点的“专属通道”,允许新能源电站通过专用线路,直接供给特定的用电企业,使企业能够拥有一套“量身定制”的绿电供应方案。

英国研究人员为太空应用开发新型碲化镉光伏板来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-07-10 09:14:12

一个英国研究人员团队正在研究用于太空阵列的轻质碲化镉 (CdTe) 太阳能器件。其目标是开发效率为 20% 的超薄器件,为卫星和天基制造应用提供轻便、紧凑、低成本的太阳能。

北京理工大学李红博 AM:32.0%!纳米晶核模板策略用于具有增强均匀性和能级对准的高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池!来源:钙钛矿人 发布时间:2025-07-09 15:43:11

文章介绍宽带隙 (WBG) 钙钛矿太阳能电池 (PSC) 对于提高串联太阳能电池的效率至关重要,但存在严重的光电压不足和卤化物偏析,大大降低了其性能和稳定性。基于此,北京理工大学李红博等人开发了一种纳米晶-核模板 (N

隆基绿能叠层电池研发成果连续在《Nature》和《Science》在线发表来源:隆基绿能 发布时间:2025-07-08 08:39:41

晶硅-钙钛矿叠层太阳电池因其有望超越单结电池的肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限,而成为当前全球先进光伏技术研究的热点。受制于短波光子的热驰豫损失,传统晶硅单结太阳电池效率的进一步提升面临瓶颈。为此,科学家们提出将宽带隙钙钛矿与晶硅集成,通过构建串联叠层太阳电池,有效减少载流子热驰豫损失,充分利用太阳光能,实现光电转换效率的突破。叠层太阳电池被公认为下一代超高效先进光伏技术。

新加坡国立大学侯毅最新NC:调节混合沉积钙钛矿/有机叠层太阳能电池中的宽带隙钙钛矿正面堆叠来源:钙钛矿太阳能电池 发布时间:2025-07-07 14:50:04

2025年7月3日新加坡国立大学侯毅于Nature Communications刊发调节混合沉积钙钛矿/有机叠层太阳能电池中的宽带隙钙钛矿正面堆叠的研究成果,在本研究中,引入了正丙胺盐酸盐(PACl),它表现出增强的(100)面正面堆叠,可在退火过程中有效调节1.84 eV 宽带隙钙钛矿的取向晶体生长。这种方法降低了缺陷密度,从而提高了载流子扩散长度。结果,混合沉积的宽带隙钙钛矿(>1.8 eV)太阳能电池实现了 17.48%的最大效率和超过1.315 V的开路电压(Voc)。当以双端叠层配置与有机