Allmän

Billigare solceller

Billigare solceller

Enligt en artikel publicerad denna månad i Technology Review producerar en ny billig metod för att fästa speglar på kisel mycket effektiva solceller som är billiga att tillverka. Tekniken kan leda till solpaneler som producerar el till det genomsnittliga elpriset i USA.

Suniva, ett nystartat företag baserat i Atlanta, har utvecklat solceller som omvandlar cirka 20% av energin från ljus som faller på dem till el. Denna siffra är en ökning från 17% av dess tidigare solceller och är nära effektiviteten för de bästa solcellerna på marknaden, men enligt Ajeet Rohatgi, grundare och CTO för företaget, till skillnad från andra kiselsolceller. Mycket effektiva, Sunivas tillverkas med lågkostnadsmetoder. En av dem är screentryck, en relativt billig process och mycket lik den screentryck som används för att skriva ut T-shirts.

Hittills har de höga kostnaderna för solceller begränsat dem till en marginell roll i energiproduktionen, vilket tillhandahåller mindre än 1% av världens el. Rohatgi uppskattar att företagets lågkostnadstillverkningstekniker kommer att göra det möjligt för solenergi att konkurrera med konventionella källor och producera el för cirka 8-10 cent per kilowatt-timme (liknande den genomsnittliga elkostnaden i USA). och mycket lägre än priserna på andra marknader).

Suniva-celler är mycket effektiva eftersom de kan fånga ljus och hålla fotoner i solcellens aktiva material tills energin kan användas för att frigöra elektroner och generera en elektrisk ström. Det grundläggande begreppet att fånga ljus är inte nytt. Det beror på strukturen på den främre ytan av kiselskiktet som bildar det aktiva materialet i solcellen. Texturering skapar olika ansikten som omdirigerar inkommande ljus och bryter det så att istället för att passera direkt genom kislet, rör det sig längs kiselskiktet. Fotoner stannar därför längre i materialet och har en bättre chans att absorberas av atomer i materialet. När det händer kan energin från fotonerna frigöra elektroner, som i sin tur används för att generera en ström.

Ljusupptagning kan ökas genom att para den texturerade ytan med ett reflekterande skikt på baksidan av kiselskiktet. Spegeln håller ljuset i solcellen längre, vilket ytterligare ökar antalet frigjorda elektroner. Som ett resultat kan kislet vara hälften så tjockt som vanligt och absorbera samma ljusmängd. Att använda mindre av ett dyrt material minskar direkt kostnaderna, men metoden gör det också möjligt för solcellstillverkare att göra dem med mindre rena och billigare former av kisel. I en konventionell solcell, som kan ha ett 200 mikron tjockt lager kisel, kan föroreningar i materialet lätt fånga elektroner innan de når ytan och flyr för att generera ström. Däremot, i ett lager av kisel som bara är 100 mikron tjocka, reser elektroner ett kortare avstånd, vilket gör dem mindre benägna att möta en orenhet innan de flyr. Kisel av lägre kvalitet är mycket billigare och lättare att arbeta med än den mycket raffinerade kisel som vanligtvis används i solceller.

Källa: Technology Review


Video: Christofers solceller (November 2020).