總有這樣一種誤解,認(rèn)為太陽(yáng)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(yáng)能電池供應(yīng)商必須接受補(bǔ)貼才能運(yùn)營(yíng),一旦政府取消了補(bǔ)貼,那么將無(wú)法維持盈利。
誠(chéng)然,太陽(yáng)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(yáng)能電池幾乎只有單一的功能:將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。IC中的電路幾乎可以完成無(wú)限多應(yīng)用,而太陽(yáng)能電池只有一個(gè)目標(biāo)。
然而復(fù)雜的材料和工藝開(kāi)發(fā)――特別是薄膜光伏器件――已經(jīng)使太陽(yáng)能不再是低端產(chǎn)品。HelioVolt Inc.(德州奧斯?。┑氖紫夹g(shù)官Louay Eldada在SEMI奧斯汀的聚會(huì)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(guò)數(shù)年的試驗(yàn)和改進(jìn)才能獲得的知識(shí)。
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?gòu)?fù)合的分離路徑,以及最高級(jí)別的轉(zhuǎn)換效率。
“這看起來(lái)很簡(jiǎn)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(lái)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(guò)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。“如果其中一個(gè)數(shù)字不對(duì),那么只能得到全部為零的結(jié)果?!?/P>
為了解開(kāi)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(cè)和量度工具。對(duì)于SVTC分析服務(wù)公司(San Jose),分析太陽(yáng)能材料成為一項(xiàng)日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)。控制表面粗糙度、疊層的摻雜分布、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(kāi)發(fā)經(jīng)理Julian Searle說(shuō):“太陽(yáng)能令人激動(dòng)。如果我們進(jìn)行的是存儲(chǔ)器和晶體管的項(xiàng)目,那就只能是一個(gè)確定大小的市場(chǎng)?!?/P>
設(shè)備公司也在全力滿足來(lái)自太陽(yáng)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(kāi)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(yáng)能應(yīng)用也會(huì)加倍。
將要面對(duì)的挑戰(zhàn)不僅僅來(lái)自材料、設(shè)備和分析技術(shù)。建筑材料工業(yè)正在開(kāi)發(fā)太陽(yáng)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(yáng)光并讓其他光子通過(guò)。這些領(lǐng)域都是華盛頓和其他政府愿意支持的,并會(huì)給予減稅和研發(fā)項(xiàng)目的優(yōu)惠。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看,為什么要把太陽(yáng)能組件放在屋頂上?而不是把太陽(yáng)能的平板直接做成屋頂呢?
誠(chéng)然,目前的太陽(yáng)能還有風(fēng)險(xiǎn)。2008年應(yīng)用材料公司在太陽(yáng)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(shuō),“今年我們將會(huì)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(shuō)他期待2010年太陽(yáng)能部門可以再次起飛。
此外,太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)面臨供應(yīng)過(guò)剩和需求過(guò)于依賴政府的問(wèn)題。但全球變暖已經(jīng)引起了極地冰帽的融化,開(kāi)發(fā)無(wú)污染的能源將是世界的首要任務(wù)。太陽(yáng)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。