211service.com
Levnější vysoce účinné solární panely
Čínský výrobce solárních panelů Suntech Power vyvinula nový proces výroby křemíkových plátků pro solární články, který by mohl snížit náklady na solární energii o 10 až 20 procent.
Sluneční krystaly: Nový solární panel od Suntech obsahuje články vyrobené pomocí nového procesu odlévání křemíkových plátků. Buňky – menší čtverce uvnitř panelu – jsou napůl monokrystalické (tmavé oblasti buněk) a napůl multikrystalické (pestré oblasti).
Nejúčinnější křemíkové solární články používají wafery sestávající z jediného krystalu křemíku. Když jsou tyto vysoce kvalitní monokrystalické wafery vyrobeny novým procesem, stojí přibližně stejně jako méně kvalitní multikrystalické wafery, nebo potenciálně poloviční než monokrystalické wafery vyrobené konvenčními procesy. (Náklady na destičky jsou pouze částí nákladů na solární energii, a proto proces, který může stát polovinu, snižuje celkové náklady pouze o 10 až 20 procent.)
Myšlenka, která je základem tohoto procesu, byla patentována před více než 20 lety, ale majitelé patentů ji nikdy komerčně nerozvinuli. Platnost patentů vypršela zhruba před třemi lety a několik společností – kromě Suntechu JA Solar, LDK Solar a Renesola – nedávno oznámilo, že se jim podařilo proces zprovoznit.
Stuart Wenham, CTO společnosti Suntech, popsal pokrok na solární konferenci tento týden v Seattlu a uvedl, že společnost již začala prodávat solární panely vyrobené pomocí tohoto procesu.
Tato zpráva může znamenat potíže pro podniky ve Spojených státech a jinde, které doufají, že komercializují nové tenkovrstvé solární technologie. Teoreticky je tenkovrstvá technologie na watt levnější než křemíková technologie. Jeho tvůrci však zjistili, že je těžké konkurovat čínským výrobcům konvenčních křemíkových solárních panelů, kteří neustále snižují náklady zčásti zlepšováním výrobních technik a zčásti proto, že vládní podpora jim umožnila rychle zvýšit výrobu.
Výroba vysoce kvalitních monokrystalických plátků obvykle zahrnuje zahřátí křemíku na více než 1400 °C (vyšší než je jeho bod tání) a poté ponoření zárodečného krystalu do taveniny. Postupným vytahováním semene nahoru, jak kolem něj krystalizuje křemík, vzniká ingot, ze kterého budou plátky řezány. To se děje v průběhu jednoho až dvou dnů, během kterých musí být bazén křemíku udržován horký - což vyžaduje spoustu energie. Jak spotřeba energie, tak pomalá rychlost výroby činí proces nákladným. Výroba multikrystalických ingotů je rychlejší a méně energeticky náročná – křemík se roztaví a poté ochladí. Není potřeba udržovat křemík horký, což šetří energii, ale články vyrobené z těchto materiálů jsou mnohem méně účinné.
Suntech vyvinul způsob, jak vytvořit monokrystalický materiál pomocí upravené verze multikrystalického procesu.
Využívá zárodečné krystaly, ale místo toho, aby byly postupně vytahovány z křemíku (jako u konvenčního monokrystalického procesu), jsou uspořádány na dně kelímku a zcela pokryty roztaveným křemíkem. Poté se teplo odebírá dnem kelímku, čímž se zajistí, že krystalizace začne u dna, kde jsou semena.
Toto je v podstatě proces patentovaný před desítkami let. Refinements Suntech pomohl překonat jednu z hlavních výzev, které tento proces představuje: roztavený křemík v kontaktu s okraji nádoby tvoří svá vlastní jádra a výsledkem je, že finální plát křemíku je monokrystalický na vnitřní straně a multikrystalický směrem k mimo.
Suntech přišel na to, jak udržet multikrystalickou plochu na minimu: výsledný ingot je ze 70 procent monokrystalický. Ze středu ingotu jsou vyrobeny čisté monokrystalické oplatky. Dále je použit materiál na hranách, který je z poloviny monokrystalický a z poloviny multikrystalický. Články vyrobené z tohoto se ukázaly být asi o 10 procent účinnější než běžné multikrystalické články, které jsou téměř stejně účinné jako čistě monokrystalické články.
Wenham říká, že proces může využívat stávající zařízení na zpracování plátků, takže jej lze rychle rozšířit. Tento proces by mohl ve fotovoltaice docela změnit hru, protože nabízí mnohem vyšší výkon při nižších nákladech, říká.
Wenham říká, že Suntech očekává, že velká část průmyslu přijme podobnou technologii v příštích dvou letech. Protože základní princip již není patentován, mnoho společností bylo schopno vyvinout jeho vlastní verze. Říká, že Suntech hledá patentování technologií souvisejících s používáním nových materiálů k výrobě solárních panelů.