使用真空沉積工藝,可以精確控制薄膜的厚度和均勻度,容易制成多層太陽能電池,包含的材料可調諧到特定波長的光,提高電池效率。
德國一家新創(chuàng)公司開發(fā)出一種新的太陽能電池板,制備時,是把有機分子沉積在聚酯(polyester)薄膜上。這種技術類似于用于有機發(fā)光二極管(OLED)顯示屏的那種,這種顯示屏用于手機和平板電視。這種太陽能電池柔性輕巧,遠遠勝過傳統(tǒng)的太陽能電池板,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)太陽能電池板同樣多。
光照發(fā)電:柔性輕巧的太陽能電池板,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,而且希望籌集到額外的6000萬歐元,其中部分用于建造一座75兆瓦的工廠。這是相當小的太陽能電池板工廠,在這樣小的規(guī)模,海亮泰克公司電池板的每瓦成本會高于傳統(tǒng)的太陽能電池板,公司首席執(zhí)行官蒂博德•塞圭龍(Thibaud de Séguillon)說。但是,在四到五年的時間內,海亮泰克公司應達到規(guī)?;a(chǎn),成本可以下降到每瓦40至50美分左右,這就會使它們可以競爭過傳統(tǒng)的太陽能電池板,”他說。
同時,海亮泰克公司需要找到一種方式,高價出售太陽能電池板,用資金支持擴張。公司計劃這樣做,需要出售產(chǎn)品,利用采取太陽能電池板不尋常的輕巧性和柔韌性。有一個案例,公司與一家建材公司合作,要把它的太陽能電池板融入混凝土外墻的模板。在施工現(xiàn)場,模板會填滿混凝土,電池板會成為外墻的一部分。
海亮泰克公司也在與其他制造商合作,使他們的太陽能電池板可以做成半透明,融入窗戶。 “這就像是染色的窗戶,只有這些窗戶可以發(fā)電,”塞圭龍說。
建筑公司可能愿意出高價,購買這種太陽能電池板,因為它們較便宜就可融入建筑,例如,他們不需要買五金器件,把電池板固定在屋頂。歐洲的政策很快就會要求,建筑物耗多少電,就要發(fā)多少電,這也會驅使建筑公司把太陽能電池板融入窗戶和外墻,塞圭龍說。
海亮泰克公司的關鍵創(chuàng)新是太陽能電池活性材料,還有電池制作工藝。有機太陽能電池已經(jīng)出現(xiàn)幾十年了。它們背后的想法是,某些有機分子,通常是幾種類型的長聚合物,可以便宜印刷,制成成本非常低的太陽能電池。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域。
海亮泰克公司的電池板更有效,勝過聚合物為基礎的電池板,而且,使用壽命有望匹敵傳統(tǒng)的硅太陽能電池。公司采用的是短分子,稱為低聚物(oligomers),而不是聚合物。低聚物實際上更穩(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。均勻度會提高效率,容易制成多層太陽能電池,包含的材料可調諧到特定波長的光,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,用導線連接在一起)可以把8%的光能轉換成電能(聚合物太陽能電池板是3%至5%的效率)。傳統(tǒng)硅太陽能電池板是14%至15%的效率,但是,海亮泰克公司的技術在弱光和高溫下性能好,可以彌補較低的效率,塞圭龍說。例如,他說,在新加坡最近的測試中,海亮泰克公司的電池板發(fā)電量稍微多了一些,在一個月的時間中,略高于傳統(tǒng)的硅太陽能電池板。
真空沉積比印刷更昂貴,但是,海亮泰克公司已經(jīng)推出另一項創(chuàng)新,有助于降低成本。制備太陽能電池時,不是成片在玻璃板上制作,而是持續(xù)制作,使用卷對卷工藝,把這種材料沉積在聚酯纖維(polyester)上。
為了達到最終的成本目標,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,因為公司的制造工藝已可制成所說的串聯(lián)太陽能電池(tandem solar cell),這種電池有兩層,都可以吸收光線,產(chǎn)生電子。在目前的設計中,這兩層都可調諧,轉換相同波長的光。但是,公司也可以調諧各層,適應不同波長,從而轉換更多的太陽光譜。海亮泰克公司正在與巴斯夫公司合作(BASF),開發(fā)新的吸光材料,用于這種電池。
如果公司確實達到成本目標,那它仍然很難面對面競爭,就是與傳統(tǒng)太陽能電池板制造公司競爭。一方面,銀行更愿意借錢給大型太陽能發(fā)電項目,這些項目使用傳統(tǒng)電池板,因為它們已經(jīng)證明在這一領域是可行的。長遠來看,新的太陽能企業(yè)境遇也許更好,因為可以開發(fā)完全不同的太陽能電池板,發(fā)電量遠高于傳統(tǒng)的硅電池板。
本文為美國Technology Review授權文章,未經(jīng)書面許可,嚴禁轉載使用。
德國一家新創(chuàng)公司開發(fā)出一種新的太陽能電池板,制備時,是把有機分子沉積在聚酯(polyester)薄膜上。這種技術類似于用于有機發(fā)光二極管(OLED)顯示屏的那種,這種顯示屏用于手機和平板電視。這種太陽能電池柔性輕巧,遠遠勝過傳統(tǒng)的太陽能電池板,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)太陽能電池板同樣多。
光照發(fā)電:柔性輕巧的太陽能電池板,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,而且希望籌集到額外的6000萬歐元,其中部分用于建造一座75兆瓦的工廠。這是相當小的太陽能電池板工廠,在這樣小的規(guī)模,海亮泰克公司電池板的每瓦成本會高于傳統(tǒng)的太陽能電池板,公司首席執(zhí)行官蒂博德•塞圭龍(Thibaud de Séguillon)說。但是,在四到五年的時間內,海亮泰克公司應達到規(guī)?;a(chǎn),成本可以下降到每瓦40至50美分左右,這就會使它們可以競爭過傳統(tǒng)的太陽能電池板,”他說。
同時,海亮泰克公司需要找到一種方式,高價出售太陽能電池板,用資金支持擴張。公司計劃這樣做,需要出售產(chǎn)品,利用采取太陽能電池板不尋常的輕巧性和柔韌性。有一個案例,公司與一家建材公司合作,要把它的太陽能電池板融入混凝土外墻的模板。在施工現(xiàn)場,模板會填滿混凝土,電池板會成為外墻的一部分。
海亮泰克公司也在與其他制造商合作,使他們的太陽能電池板可以做成半透明,融入窗戶。 “這就像是染色的窗戶,只有這些窗戶可以發(fā)電,”塞圭龍說。
建筑公司可能愿意出高價,購買這種太陽能電池板,因為它們較便宜就可融入建筑,例如,他們不需要買五金器件,把電池板固定在屋頂。歐洲的政策很快就會要求,建筑物耗多少電,就要發(fā)多少電,這也會驅使建筑公司把太陽能電池板融入窗戶和外墻,塞圭龍說。
海亮泰克公司的關鍵創(chuàng)新是太陽能電池活性材料,還有電池制作工藝。有機太陽能電池已經(jīng)出現(xiàn)幾十年了。它們背后的想法是,某些有機分子,通常是幾種類型的長聚合物,可以便宜印刷,制成成本非常低的太陽能電池。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域。
海亮泰克公司的電池板更有效,勝過聚合物為基礎的電池板,而且,使用壽命有望匹敵傳統(tǒng)的硅太陽能電池。公司采用的是短分子,稱為低聚物(oligomers),而不是聚合物。低聚物實際上更穩(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。均勻度會提高效率,容易制成多層太陽能電池,包含的材料可調諧到特定波長的光,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,用導線連接在一起)可以把8%的光能轉換成電能(聚合物太陽能電池板是3%至5%的效率)。傳統(tǒng)硅太陽能電池板是14%至15%的效率,但是,海亮泰克公司的技術在弱光和高溫下性能好,可以彌補較低的效率,塞圭龍說。例如,他說,在新加坡最近的測試中,海亮泰克公司的電池板發(fā)電量稍微多了一些,在一個月的時間中,略高于傳統(tǒng)的硅太陽能電池板。
真空沉積比印刷更昂貴,但是,海亮泰克公司已經(jīng)推出另一項創(chuàng)新,有助于降低成本。制備太陽能電池時,不是成片在玻璃板上制作,而是持續(xù)制作,使用卷對卷工藝,把這種材料沉積在聚酯纖維(polyester)上。
為了達到最終的成本目標,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,因為公司的制造工藝已可制成所說的串聯(lián)太陽能電池(tandem solar cell),這種電池有兩層,都可以吸收光線,產(chǎn)生電子。在目前的設計中,這兩層都可調諧,轉換相同波長的光。但是,公司也可以調諧各層,適應不同波長,從而轉換更多的太陽光譜。海亮泰克公司正在與巴斯夫公司合作(BASF),開發(fā)新的吸光材料,用于這種電池。
如果公司確實達到成本目標,那它仍然很難面對面競爭,就是與傳統(tǒng)太陽能電池板制造公司競爭。一方面,銀行更愿意借錢給大型太陽能發(fā)電項目,這些項目使用傳統(tǒng)電池板,因為它們已經(jīng)證明在這一領域是可行的。長遠來看,新的太陽能企業(yè)境遇也許更好,因為可以開發(fā)完全不同的太陽能電池板,發(fā)電量遠高于傳統(tǒng)的硅電池板。
本文為美國Technology Review授權文章,未經(jīng)書面許可,嚴禁轉載使用。