211service.com
Verktyg för spåntillverkning producerar ultraeffektiva solceller
Soitec , ett franskt tillverkningsföretag, säger att det har använt tekniker utformade för att tillverka mikroprocessorer för att producera solceller med en rekordeffektiv effektivitet på 46 procent, vilket omvandlar mer än dubbelt så mycket solljus till elektricitet som konventionella celler.
En wafer med 500 små solceller, tillverkad av Soitec, har producerat ett nytt världsrekord.
Även om cellerna är mer komplicerade att producera, lovar användning av etablerade tillverkningstekniker att hålla produktionskostnaderna nere.
Vanliga solceller använder en halvledare för att omvandla solljus till elektricitet. Cellerna tillverkade av Soitec har fyra halvledare, var och en designad för att rikta in sig på en annan del av solspektrumet. Soitec producerade sin första fyra-halvledarcell för ungefär ett år sedan. Sedan dess har det förbättrat effektiviteten snabbt, och det ser ut att vara det första företaget att nå den efterlängtade milstolpen med 50 procent effektivitet.
Under de senaste åren har kostnaderna för solenergi sjunkit med över 80 procent, mest för att företag har hittat billigare sätt att tillverka konventionella kiselsolceller. Men solenergi är fortfarande dyrare än fossila bränslen på de flesta håll.
Soitec är ett av flera företag som försöker sänka kostnaderna genom att göra solceller mer effektiva, så det behövs färre för att generera samma mängd ström. Det minskar installationskostnaderna, som kan stå för mer än hälften av kostnaden för solenergi (se Solpaneler som konfigurerar sig själva). Utmaningen är att uppnå hög effektivitet utan att nämnvärt öka kostnaderna för att tillverka cellerna.
Att kombinera flera halvledare i en solcell är en gammal idé som är svår att genomföra i praktiken. Det är möjligt att odla halvledarmaterialen separat och sedan binda ihop dem, men det kräver flera kristallina mallar, vilket är dyrt, och det kan resultera i ofullständiga bindningar.
För att tillverka sina fyra-halvledarsolceller börjar Soitec med att odla två atomkompatibla halvledarmaterial på en mall och två olika kompatibla halvledare på en annan. En av mallarna tas sedan bort så att den kan återanvändas (strukturen på den slutliga solcellen gör det svårt att ta bort den andra). Slutligen staplas de två paren av halvledare ihop. Soitec har redan använt processen att återanvända mallen och binda halvledarna i flera år för att tillverka komponenter för mikroprocessorer och annan elektronik.
Företaget planerar att börja tillverka sina fyra halvledarceller i hög volym under 2016. Det finns dock frågor kvar om hur billig processen kommer att vara. Företaget ger inga specifika uppskattningar för kostnaden per kilowatt solenergi med hjälp av sin teknik, och säger att siffrorna beror på platsen.
Andra företag tävlar om att bli först med att nå 50 procents effektivitet. I år visade startupen Semprius fyra-halvledarceller som var 44,1 procent effektiva, och företaget säger att det är på väg att slå världsrekordet nästa år.