使用真空沉積工藝,可以精確控制薄膜的厚度和均勻度,容易制成多層太陽(yáng)能電池,包含的材料可調(diào)諧到特定波長(zhǎng)的光,提高電池效率。
德國(guó)一家新創(chuàng)公司開(kāi)發(fā)出一種新的太陽(yáng)能電池板,制備時(shí),是把有機(jī)分子沉積在聚酯(polyester)薄膜上。這種技術(shù)類(lèi)似于用于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示屏的那種,這種顯示屏用于手機(jī)和平板電視。這種太陽(yáng)能電池柔性輕巧,遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板,但在一些地方,特別是在炎熱天氣或陰天,它們的發(fā)電量和傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板同樣多。
光照發(fā)電:柔性輕巧的太陽(yáng)能電池板,制造者是海亮泰克公司。
海亮泰克公司(heliatek)是在德累斯頓(Dresden),資金來(lái)自博世公司(Bosch),巴斯夫公司(BASF)和其他公司,迄今已籌集到2800萬(wàn)歐元。這家公司最近制造電池板,采用的是小型概念循證生產(chǎn)線(xiàn),而且希望籌集到額外的6000萬(wàn)歐元,其中部分用于建造一座75兆瓦的工廠。這是相當(dāng)小的太陽(yáng)能電池板工廠,在這樣小的規(guī)模,海亮泰克公司電池板的每瓦成本會(huì)高于傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板,公司首席執(zhí)行官蒂博德•塞圭龍(Thibaud de Séguillon)說(shuō)。但是,在四到五年的時(shí)間內(nèi),海亮泰克公司應(yīng)達(dá)到規(guī)?;a(chǎn),成本可以下降到每瓦40至50美分左右,這就會(huì)使它們可以競(jìng)爭(zhēng)過(guò)傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板,”他說(shuō)。
同時(shí),海亮泰克公司需要找到一種方式,高價(jià)出售太陽(yáng)能電池板,用資金支持?jǐn)U張。公司計(jì)劃這樣做,需要出售產(chǎn)品,利用采取太陽(yáng)能電池板不尋常的輕巧性和柔韌性。有一個(gè)案例,公司與一家建材公司合作,要把它的太陽(yáng)能電池板融入混凝土外墻的模板。在施工現(xiàn)場(chǎng),模板會(huì)填滿(mǎn)混凝土,電池板會(huì)成為外墻的一部分。
海亮泰克公司也在與其他制造商合作,使他們的太陽(yáng)能電池板可以做成半透明,融入窗戶(hù)。 “這就像是染色的窗戶(hù),只有這些窗戶(hù)可以發(fā)電,”塞圭龍說(shuō)。
建筑公司可能愿意出高價(jià),購(gòu)買(mǎi)這種太陽(yáng)能電池板,因?yàn)樗鼈冚^便宜就可融入建筑,例如,他們不需要買(mǎi)五金器件,把電池板固定在屋頂。歐洲的政策很快就會(huì)要求,建筑物耗多少電,就要發(fā)多少電,這也會(huì)驅(qū)使建筑公司把太陽(yáng)能電池板融入窗戶(hù)和外墻,塞圭龍說(shuō)。
海亮泰克公司的關(guān)鍵創(chuàng)新是太陽(yáng)能電池活性材料,還有電池制作工藝。有機(jī)太陽(yáng)能電池已經(jīng)出現(xiàn)幾十年了。它們背后的想法是,某些有機(jī)分子,通常是幾種類(lèi)型的長(zhǎng)聚合物,可以便宜印刷,制成成本非常低的太陽(yáng)能電池。但是,這種電池已證明效率低下,而且壽命較短,所以它們僅用于利基領(lǐng)域。
海亮泰克公司的電池板更有效,勝過(guò)聚合物為基礎(chǔ)的電池板,而且,使用壽命有望匹敵傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池。公司采用的是短分子,稱(chēng)為低聚物(oligomers),而不是聚合物。低聚物實(shí)際上更穩(wěn)定,可沉積,需要使用真空沉積工藝,可以精確控制薄膜的厚度和均勻度。均勻度會(huì)提高效率,容易制成多層太陽(yáng)能電池,包含的材料可調(diào)諧到特定波長(zhǎng)的光,這就使這種電池更有效。
海亮泰克公司的成品電池板(電池板是一系列電池,用導(dǎo)線(xiàn)連接在一起)可以把8%的光能轉(zhuǎn)換成電能(聚合物太陽(yáng)能電池板是3%至5%的效率)。傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池板是14%至15%的效率,但是,海亮泰克公司的技術(shù)在弱光和高溫下性能好,可以彌補(bǔ)較低的效率,塞圭龍說(shuō)。例如,他說(shuō),在新加坡最近的測(cè)試中,海亮泰克公司的電池板發(fā)電量稍微多了一些,在一個(gè)月的時(shí)間中,略高于傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池板。
真空沉積比印刷更昂貴,但是,海亮泰克公司已經(jīng)推出另一項(xiàng)創(chuàng)新,有助于降低成本。制備太陽(yáng)能電池時(shí),不是成片在玻璃板上制作,而是持續(xù)制作,使用卷對(duì)卷工藝,把這種材料沉積在聚酯纖維(polyester)上。
為了達(dá)到最終的成本目標(biāo),海亮泰克公司需要大幅提高電池板的效率,從8%提高到12%。這是可能的,因?yàn)楣镜闹圃旃に囈芽芍瞥伤f(shuō)的串聯(lián)太陽(yáng)能電池(tandem solar cell),這種電池有兩層,都可以吸收光線(xiàn),產(chǎn)生電子。在目前的設(shè)計(jì)中,這兩層都可調(diào)諧,轉(zhuǎn)換相同波長(zhǎng)的光。但是,公司也可以調(diào)諧各層,適應(yīng)不同波長(zhǎng),從而轉(zhuǎn)換更多的太陽(yáng)光譜。海亮泰克公司正在與巴斯夫公司合作(BASF),開(kāi)發(fā)新的吸光材料,用于這種電池。
如果公司確實(shí)達(dá)到成本目標(biāo),那它仍然很難面對(duì)面競(jìng)爭(zhēng),就是與傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板制造公司競(jìng)爭(zhēng)。一方面,銀行更愿意借錢(qián)給大型太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目,這些項(xiàng)目使用傳統(tǒng)電池板,因?yàn)樗鼈円呀?jīng)證明在這一領(lǐng)域是可行的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,新的太陽(yáng)能企業(yè)境遇也許更好,因?yàn)榭梢蚤_(kāi)發(fā)完全不同的太陽(yáng)能電池板,發(fā)電量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的硅電池板。
本文為美國(guó)Technology Review授權(quán)文章,未經(jīng)書(shū)面許可,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。
德國(guó)一家新創(chuàng)公司開(kāi)發(fā)出一種新的太陽(yáng)能電池板,制備時(shí),是把有機(jī)分子沉積在聚酯(polyester)薄膜上。這種技術(shù)類(lèi)似于用于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示屏的那種,這種顯示屏用于手機(jī)和平板電視。這種太陽(yáng)能電池柔性輕巧,遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板,但在一些地方,特別是在炎熱天氣或陰天,它們的發(fā)電量和傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板同樣多。
光照發(fā)電:柔性輕巧的太陽(yáng)能電池板,制造者是海亮泰克公司。
海亮泰克公司(heliatek)是在德累斯頓(Dresden),資金來(lái)自博世公司(Bosch),巴斯夫公司(BASF)和其他公司,迄今已籌集到2800萬(wàn)歐元。這家公司最近制造電池板,采用的是小型概念循證生產(chǎn)線(xiàn),而且希望籌集到額外的6000萬(wàn)歐元,其中部分用于建造一座75兆瓦的工廠。這是相當(dāng)小的太陽(yáng)能電池板工廠,在這樣小的規(guī)模,海亮泰克公司電池板的每瓦成本會(huì)高于傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板,公司首席執(zhí)行官蒂博德•塞圭龍(Thibaud de Séguillon)說(shuō)。但是,在四到五年的時(shí)間內(nèi),海亮泰克公司應(yīng)達(dá)到規(guī)?;a(chǎn),成本可以下降到每瓦40至50美分左右,這就會(huì)使它們可以競(jìng)爭(zhēng)過(guò)傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板,”他說(shuō)。
同時(shí),海亮泰克公司需要找到一種方式,高價(jià)出售太陽(yáng)能電池板,用資金支持?jǐn)U張。公司計(jì)劃這樣做,需要出售產(chǎn)品,利用采取太陽(yáng)能電池板不尋常的輕巧性和柔韌性。有一個(gè)案例,公司與一家建材公司合作,要把它的太陽(yáng)能電池板融入混凝土外墻的模板。在施工現(xiàn)場(chǎng),模板會(huì)填滿(mǎn)混凝土,電池板會(huì)成為外墻的一部分。
海亮泰克公司也在與其他制造商合作,使他們的太陽(yáng)能電池板可以做成半透明,融入窗戶(hù)。 “這就像是染色的窗戶(hù),只有這些窗戶(hù)可以發(fā)電,”塞圭龍說(shuō)。
建筑公司可能愿意出高價(jià),購(gòu)買(mǎi)這種太陽(yáng)能電池板,因?yàn)樗鼈冚^便宜就可融入建筑,例如,他們不需要買(mǎi)五金器件,把電池板固定在屋頂。歐洲的政策很快就會(huì)要求,建筑物耗多少電,就要發(fā)多少電,這也會(huì)驅(qū)使建筑公司把太陽(yáng)能電池板融入窗戶(hù)和外墻,塞圭龍說(shuō)。
海亮泰克公司的關(guān)鍵創(chuàng)新是太陽(yáng)能電池活性材料,還有電池制作工藝。有機(jī)太陽(yáng)能電池已經(jīng)出現(xiàn)幾十年了。它們背后的想法是,某些有機(jī)分子,通常是幾種類(lèi)型的長(zhǎng)聚合物,可以便宜印刷,制成成本非常低的太陽(yáng)能電池。但是,這種電池已證明效率低下,而且壽命較短,所以它們僅用于利基領(lǐng)域。
海亮泰克公司的電池板更有效,勝過(guò)聚合物為基礎(chǔ)的電池板,而且,使用壽命有望匹敵傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池。公司采用的是短分子,稱(chēng)為低聚物(oligomers),而不是聚合物。低聚物實(shí)際上更穩(wěn)定,可沉積,需要使用真空沉積工藝,可以精確控制薄膜的厚度和均勻度。均勻度會(huì)提高效率,容易制成多層太陽(yáng)能電池,包含的材料可調(diào)諧到特定波長(zhǎng)的光,這就使這種電池更有效。
海亮泰克公司的成品電池板(電池板是一系列電池,用導(dǎo)線(xiàn)連接在一起)可以把8%的光能轉(zhuǎn)換成電能(聚合物太陽(yáng)能電池板是3%至5%的效率)。傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池板是14%至15%的效率,但是,海亮泰克公司的技術(shù)在弱光和高溫下性能好,可以彌補(bǔ)較低的效率,塞圭龍說(shuō)。例如,他說(shuō),在新加坡最近的測(cè)試中,海亮泰克公司的電池板發(fā)電量稍微多了一些,在一個(gè)月的時(shí)間中,略高于傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池板。
真空沉積比印刷更昂貴,但是,海亮泰克公司已經(jīng)推出另一項(xiàng)創(chuàng)新,有助于降低成本。制備太陽(yáng)能電池時(shí),不是成片在玻璃板上制作,而是持續(xù)制作,使用卷對(duì)卷工藝,把這種材料沉積在聚酯纖維(polyester)上。
為了達(dá)到最終的成本目標(biāo),海亮泰克公司需要大幅提高電池板的效率,從8%提高到12%。這是可能的,因?yàn)楣镜闹圃旃に囈芽芍瞥伤f(shuō)的串聯(lián)太陽(yáng)能電池(tandem solar cell),這種電池有兩層,都可以吸收光線(xiàn),產(chǎn)生電子。在目前的設(shè)計(jì)中,這兩層都可調(diào)諧,轉(zhuǎn)換相同波長(zhǎng)的光。但是,公司也可以調(diào)諧各層,適應(yīng)不同波長(zhǎng),從而轉(zhuǎn)換更多的太陽(yáng)光譜。海亮泰克公司正在與巴斯夫公司合作(BASF),開(kāi)發(fā)新的吸光材料,用于這種電池。
如果公司確實(shí)達(dá)到成本目標(biāo),那它仍然很難面對(duì)面競(jìng)爭(zhēng),就是與傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板制造公司競(jìng)爭(zhēng)。一方面,銀行更愿意借錢(qián)給大型太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目,這些項(xiàng)目使用傳統(tǒng)電池板,因?yàn)樗鼈円呀?jīng)證明在這一領(lǐng)域是可行的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,新的太陽(yáng)能企業(yè)境遇也許更好,因?yàn)榭梢蚤_(kāi)發(fā)完全不同的太陽(yáng)能電池板,發(fā)電量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的硅電池板。
本文為美國(guó)Technology Review授權(quán)文章,未經(jīng)書(shū)面許可,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。