總有這樣一種誤解,認(rèn)為太陽能技術(shù)是很低端的東西。還有一些悲觀的分析師認(rèn)為,太陽能電池供應(yīng)商必須接受補(bǔ)貼才能運(yùn)營,一旦政府取消了補(bǔ)貼,那么將無法維持盈利。
誠然,太陽能電池?zé)o法像芯片那樣,每十八個(gè)月就改換到更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)則。這或許只是一種愿望。同時(shí)也需要看到,太陽能電池幾乎只有單一的功能:將太陽光轉(zhuǎn)化為電能。IC中的電路幾乎可以完成無限多應(yīng)用,而太陽能電池只有一個(gè)目標(biāo)。
然而復(fù)雜的材料和工藝開發(fā)――特別是薄膜光伏器件――已經(jīng)使太陽能不再是低端產(chǎn)品。HelioVolt Inc.(德州奧斯汀)的首席技術(shù)官Louay Eldada在SEMI奧斯汀的聚會上介紹,生產(chǎn)高效銅銦鎵硒(CIGS)電池包含數(shù)十項(xiàng)商業(yè)機(jī)密,以及通過數(shù)年的試驗(yàn)和改進(jìn)才能獲得的知識。
CIGS技術(shù)專家需要發(fā)現(xiàn)合適的沉積前聚體,可以得到四種材料混合的晶體:銅、銦、鎵和硒。這將是最精細(xì)的材料科學(xué)――在合適的溫度拉出CIGS晶體制作p-n結(jié)、降低再復(fù)合的分離路徑,以及最高級別的轉(zhuǎn)換效率。
“這看起來很簡單,只是制作出五層薄膜而已。每個(gè)人都可以得到效率為10%的電池。如果你不在乎消耗了多少能量,你可以采用很高的溫度來熔化并結(jié)晶,”Eldada這樣介紹。
在耗能最低的情況下獲得19-20%的效率則集中了HelioVolt技術(shù)人員在過去十年的心血。Eldada將高性能CIGS電池比作一把具有百位數(shù)字的密碼鎖?!叭绻渲幸粋€(gè)數(shù)字不對,那么只能得到全部為零的結(jié)果。”
為了解開這個(gè)密碼鎖,還需要像芯片產(chǎn)業(yè)那樣具有合適的檢測和量度工具。對于SVTC分析服務(wù)公司(San Jose),分析太陽能材料成為一項(xiàng)日益增長的業(yè)務(wù)??刂票砻娲植诙取B層的摻雜分布、鈍化層中氫的含量,以及表面污染,是四項(xiàng)主要的挑戰(zhàn)。SVTC Analytical的商務(wù)開發(fā)經(jīng)理Julian Searle說:“太陽能令人激動(dòng)。如果我們進(jìn)行的是存儲器和晶體管的項(xiàng)目,那就只能是一個(gè)確定大小的市場?!?/P>
設(shè)備公司也在全力滿足來自太陽能領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。生產(chǎn)薄膜光伏電池所使用的制造設(shè)備通常都是客戶定制的,并且體積龐大。HelioVolt和其他公司正在開發(fā)可以顯著降低生產(chǎn)成本的印刷電子技術(shù)。如果卷軸型印刷技術(shù)可以使用柔性基板制作高效率薄膜光伏電池,那么可以極大的降低生產(chǎn)成本,太陽能應(yīng)用也會加倍。
將要面對的挑戰(zhàn)不僅僅來自材料、設(shè)備和分析技術(shù)。建筑材料工業(yè)正在開發(fā)太陽能屋頂材料、產(chǎn)生能量的建筑平板和窗戶,這兩種材料可以吸收部分太陽光并讓其他光子通過。這些領(lǐng)域都是華盛頓和其他政府愿意支持的,并會給予減稅和研發(fā)項(xiàng)目的優(yōu)惠。但從長遠(yuǎn)的角度看,為什么要把太陽能組件放在屋頂上?而不是把太陽能的平板直接做成屋頂呢?
誠然,目前的太陽能還有風(fēng)險(xiǎn)。2008年應(yīng)用材料公司在太陽能設(shè)備上投資了80億美元,但它的一些客戶目前正面臨信用危機(jī)。應(yīng)用材料的CEO Mike Splinter說,“今年我們將會有一點(diǎn)麻煩。因?yàn)樾庞闷飘a(chǎn),停止了一些新合同的簽署,”但他補(bǔ)充說他期待2010年太陽能部門可以再次起飛。
此外,太陽能產(chǎn)業(yè)面臨供應(yīng)過剩和需求過于依賴政府的問題。但全球變暖已經(jīng)引起了極地冰帽的融化,開發(fā)無污染的能源將是世界的首要任務(wù)。太陽能是解決方案的一部分,并且它已經(jīng)具備了相當(dāng)程度的科學(xué)創(chuàng)造力,就像半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)證明了的那樣。
讓我們堅(jiān)持下去。