2011年2月9日
阿肯色大学的一位工程学教授利用30多年的光伏研究经验，找到了一种提高太阳能转化效率和降低太阳能电池生产所需昂贵材料成本的方法。亚博网站下载
这项技术突破将降低太阳能发电的每瓦成本，使之可以与传统的以化石燃料为基础的方法竞争。
“太阳能的问题在于每千瓦时的成本，”该大学固态实验室主任、电气工程教授哈米德·纳西姆(Hameed Naseem)说。“这适用于生产和消费。只要稍加改进，我们的技术就能解决这个问题。其目标是将硅基光伏技术的成本降低到低于煤炭、石油和天然气等传统化石燃料技术的成本。”
大多数太阳能电池技术是基于硅的。硅太阳能电池主要有三种类型，每一种都以制造过程中所使用的硅的晶体结构命名:
- 单晶硅具有单晶和连续的晶格结构，几乎没有缺陷或杂质。
- 多晶硅，也叫多晶硅，由单晶硅的离散颗粒或晶体组成，它们由晶界分隔，形成高度均匀的晶体结构区域。
- 非晶态硅是一种完全非晶态的硅，可以认为是单个原子大小的颗粒。
许多商业化的太阳能电池采用了非晶硅和多晶硅，它们具有可接受的转换效率，成本比单晶硅低得多。
Naseem开发的这一工艺被称为“顶向下铝诱导结晶”，它可以产生多晶硅，其晶体颗粒比目前光伏行业生产的颗粒大30倍。标准的多晶硅含有0.5到1微米的颗粒，这是人类头发直径的百分之一。Naseem的方法获得了高达150微米的晶粒尺寸，这很重要，因为光伏器件的性能主要受到晶体晶粒边界缺陷的限制。随着晶粒尺寸的增大，晶界的数目逐渐减少。
硅基电池的传统加工需要1000摄氏度的加热温度才能使硅达到晶体状态。Naseem将非晶硅转化为多晶硅的方法可以在100到300摄氏度的温度下完成，这节省了时间、材料和能源。亚博网站下载
Naseem现在和以前的学生和他们的老师一起测试和完善这项技术。道格拉斯·哈钦斯(Douglas Hutchings)最近刚从电子工程专业毕业，他与纳西姆以及山姆·沃尔顿商学院(Sam M. Walton College of Business)的学生合作创办了一家名为硅太阳能解决方案有限责任公司(Silicon Solar Solutions LLC)的公司，该公司持有该校颁发的五项专利的许可，这些专利是这项技术的基础。除了测试和精炼，公司所有者还计划推广这项技术，并确定有兴趣将其集成到生产设施中的制造商。
Naseem和Silicon Solar Solutions的工程师们已经生产出了原型太阳能电池，这些电池的性能指标达到甚至超过了主要制造商生产的电池。Hutchings表示，这些实验室结果与商用太阳能电池具有竞争力，并显示出Silicon solar Solutions较便宜工艺的潜力。
Naseem说:“尽管每千瓦时成本一直是太阳能增长和发展的主要障碍，但这一现实可能受到降低成本的技术创新以外的因素的影响。”“消费者需求是一个因素。随着越来越多的人意识到与温室气体排放有关的问题，对清洁能源的需求就会上升。这种意识和需求迫使政府投资于替代能源。这就是我们现在的处境。现在是开发太阳能的好时机。我预计它将起飞，成为一个多产的、对国家电网至关重要的贡献者。”
来源:http://www.uark.edu/