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Semprius宣布制成世界上最高效率太陽能電池板33.9%

日期:2012-2-8
太陽能電池模塊包含數百個微型太陽能電池,每個電池的寬度相當于圓珠筆畫出的一條線,這些電池排列在透鏡下,透鏡可聚集陽光1100倍。三層砷化鎵可以把不同頻段的陽光轉換成電能。
塞木普銳斯公司(Semprius)是一家新創公司,制作微小的太陽能電池,能夠捕捉聚焦的陽光,無需昂貴的冷卻系統,公司本周宣布,已經制成世界上最高效的太陽能電池板。

這家公司的太陽能電池板使用微型太陽能電池,制備成分是鎵砷化物(gallium arsenide),這種破紀錄的太陽能模塊包含數以百計的微型太陽能電池,每個電池的寬度相當于圓珠筆畫出的一條線,這些電池排列在透鏡下,透鏡可聚集陽光1100倍。
砷化鎵可以更好地吸收陽光,遠遠勝過硅,硅材料用于大多數太陽能電池,但砷化鎵也更昂貴。此外,雖然聚光太陽能電池組件使用較少的半導體材料,但它們通常需要昂貴的光學器件,冷卻系統和跟蹤系統,以使它們一直朝向太陽。塞木普銳斯公司的微觀尺度的太陽能電池,本質上可以更好地散熱,這就使它們更便宜。
塞木普銳斯公司的模塊有另一個好處:硅太陽能電池只能有效地吸收窄頻段太陽光,而這種模塊中的太陽能電池包含三層砷化鎵,每層都經過改進,可以把不同部分太陽光譜轉換成電能。
測試由第三方進行,認證塞木普銳斯公司太陽能電池板的效率達到33.9%,這標志著首次有太陽能電池組件,可以把三分之一以上的陽光轉化為電能,這是指照射在電池板上面的陽光。傳統的硅太陽能電池板通常只能把不到15%的陽光轉換成電能,硅太陽能電池板的紀錄是22.9%。此前,總體太陽能電池板的紀錄是32%,塞木普銳斯公司說。
一次性的實驗模塊可以達到更高的效率,但是,塞木普銳斯公司創紀錄的模塊設計為商用。它的制備采用了相同類型的設備,公司正在把這些設備安裝在一所小廠,就在北卡羅來納州(North Carolina)亨德森(Henderson),該工廠會在今年夏天開業。塞木普銳斯公司首席執行官喬伊•卡爾(Joe Carr)說:“這是一個很好的跡象,這些效率都是我們的客戶可以預期的。”
塞木普銳斯公司的工藝可以形成數以萬計的微型太陽能電池,這些電池都在一個單一的砷化鎵晶片上,要使用化學蝕刻和機器人系統,把每一層轉移到一種廉價的基質上。這同一個砷化鎵晶圓可重復使用多次,這就降低了成本。這種方法是基于一項技術,可以轉移小型電子器件,從晶圓上轉移到其他基質上,開發者是約翰•羅杰斯(John Rogers),他是伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)材料科學與工程教授。聚光太陽能電池板使用跟蹤系統,跟蹤太陽。這些系統很昂貴,而且可能不可靠,大多數屋頂上都不能安裝,這就限制了它們的應用。它們也只在天氣晴朗的地區管用,因為在陰天,可能使輸出功率下降很多,遠遠超過傳統的太陽能電池。
但是,因為跟蹤系統成本下降,多層太陽能電池的效率提高,所以,聚光光伏太陽能開始顯得更具吸引力。大型安裝項目中,這種類型的太陽能電池模塊最近幾個月一直在增加。
塞木普銳斯公司正在建設它的工廠,這是處在太陽能產業特別困難的時期。供過于求和生產成本的下降,導致太陽能電池板價格迅速下降,這就使新公司難以進入市場,并迫使一些現有的制造商破產。
為了應對價格下跌,許多太陽能企業,包括塞木普銳斯公司,都集中提高效率。只要制造業成本持續降低,提高效率就可降低太陽能電池板的每瓦成本。更重要的是,這也降低了安裝和相關設備的成本,這可以占到一半以上的太陽能發電成本。塞木普銳斯公司也盡可能多地學習成熟的制造技術,這會使它更容易擴大生產,降低開發成本。
塞木普銳斯公司還有另一個優勢:就是與西門子的合作伙伴關系。除了提供直接融資(西門子擁有該公司16%的股份)之外,西門子還提供生產經驗,可以建設完整的太陽能農場,而且,這一合作伙伴關系也使它更容易取得銀行融資。
這一小廠塞木普銳斯公司計劃在今年夏天開業,每年可生產30兆瓦的太陽能電池板。塞木普銳斯公司預計,那里生產的電池面板會具有成本競爭力,可以進行一些應用,卡爾說。增加生產,達到100兆瓦,就會使成本足夠低,這樣,這種技術就可以競爭過中國制造的廉價太陽能電池板。
最終,每千瓦時太陽能發電的成本取決于多個因素,如融資成本,土地成本,有多近的輸電線路,當地勞動力價格等等。但卡爾認為,塞木普銳斯公司產生的太陽能發電,每千瓦時不到10美分,這就足夠低,可以獲得一部分公用事業市場,在許多地區都是這樣。更重要的是,他說,公司可以做到這一點,不需要借助政府補貼。(來源:世紀新型能源網)
 
 

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