美國(guo)能源(yuan)部(DOE)旗下的美國(guo)國(guo)家可再生能源(yuan)實(shi)驗室(shi)(NREL)的研究(jiu)(jiu)人員日前發表了一份研究(jiu)(jiu)報告，揭示了聲波技(ji)術如何(he)以更低成本制(zhi)造光伏電(dian)池(chi)中(zhong)發(fa)揮關鍵作用(yong)。

該團隊表(biao)(biao)示，III-V族(zu)光(guang)伏電池是一(yi)種效率極高的(de)的(de)光(guang)伏電池，這(zhe)種電池以制(zhi)造過程中(zhong)使用的(de)元(yuan)(yuan)素(su)周期表(biao)(biao)中(zhong)的(de)III族(zu)和V族(zu)元(yuan)(yuan)素(su)而命(ming)名。

然而，III-V型光伏(fu)電池更高成本(ben)限制了它們的應用范圍，現在主要用于(yu)太空應用，為(wei)衛星和航天器提供動力(li)。

這(zhe)項新研究引入了一種名為“聲(sheng)波剝落”新的制造工藝(yi)，，它(ta)可以(yi)潛(qian)在地降低生產(chan)高效III-V型光伏電池(chi)的成本(ben)。

與使(shi)用犧牲蝕刻層(ceng)將光伏電池(chi)從砷(shen)化鎵(GaAs)基(ji)板上剝(bo)離的現有方法不同，聲學剝(bo)落使(shi)基(ji)板內幾乎平行于(yu)其表(biao)面的可(ke)控斷(duan)裂成為可(ke)能。

這種斷裂可(ke)以很容易地剝(bo)離光(guang)伏(fu)電池，而(er)不會留(liu)下任何殘留(liu)物，產生無(wu)污染的表(biao)面，從而(er)消除了成本(ben)高昂(ang)的拋光(guang)工藝。

大幅降(jiang)低這一過程的時(shi)間是其關(guan)鍵優勢之一。其結果是獲得了更光滑的表面，可以(yi)很容(rong)易地(di)用于(yu)制造(zao)新(xin)的光伏(fu)電池，這使其既高效又經(jing)濟。

該技術的目(mu)的是(shi)(shi)盡量減少(shao)基(ji)板(ban)上大(da)切面的形成(cheng)。其結果是(shi)(shi)一(yi)個光(guang)滑(hua)的表面，可以很容易地用于生(sheng)長新的光(guang)伏電池，很少(shao)或不需要進行表面再處理。

基材再(zai)利用和降低成本

基(ji)材再利用的潛力是聲波剝落最有(you)前(qian)途的應用。通過重復使用基(ji)板，與制造III-V型光(guang)伏電池相(xiang)關的成本(ben)可以顯著降低。

Kevin Schulte是美國國家(jia)可(ke)再生能源實驗室(NREL)高效(xiao)晶(jing)體光(guang)伏(fu)(fu)小組的一(yi)名科(ke)學家(jia)，也是這篇研究(jiu)報告的主要作者(zhe)。他強調，雖然聲波(bo)剝落(luo)可(ke)能不會使(shi)III-V型(xing)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)池(chi)完全具有(you)成本效(xiao)益(yi)，但它是旨在(zai)從多個角度解決光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)池(chi)成本問題綜合研究(jiu)的一(yi)部分(fen)。

聲波剝落技術(shu)是由亞利(li)桑那州立大學開發的(de)，而總部(bu)位于(yu)鳳(feng)凰城的(de)Crystal Sonic公司正在將其實現商業(ye)化。

經過美國(guo)國(guo)家可(ke)再生(sheng)能源實(shi)驗室(NREL)認證(zheng)，在先前剝落的(de)基板上制造的(de)光(guang)伏電池效(xiao)(xiao)率(lv)達(da)到(dao)26.9%，與全新基板所能達(da)到(dao)的(de)效(xiao)(xiao)率(lv)相當(dang)。

最近，佐治(zhi)亞理工學院(yuan)的(de)一組(zu)研究人(ren)員采用(yong)(yong)了一種新穎的(de)方法，利用(yong)(yong)鋁箔制造固態電池，與廣泛使用(yong)(yong)的(de)鋰離子電池技(ji)術(shu)相比，這種電池具有更高的能量密度和穩定性(xing)。

此外，麻省理工學院(yuan)的研究人(ren)員開發了(le)一種由(you)鋁和(he)硫制(zhi)成的新型電(dian)池，這兩(liang)種材料是(shi)自(zi)然界中儲(chu)量豐富且成本低廉的材料。