《電子技術(shù)應(yīng)用》
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聚光太陽能轉(zhuǎn)換效率創(chuàng)新紀(jì)錄
摘要: 塞木普銳斯公司(Semprius)是一家新創(chuàng)公司,,制作微小的太陽能電池,,能夠捕捉聚焦的陽光,無需昂貴的冷卻系統(tǒng),,公司本周宣布,,已經(jīng)制成世界上最高效的太陽能電池板,。
Abstract:
Key words :

太陽能跟蹤器:這種陣列的太陽能電池組件制備者是塞木普銳斯公司(Semprius),要進(jìn)行測試,。這些模塊安裝在雙軸跟蹤器上,,讓它們總是向著太陽。

  塞木普銳斯公司(Semprius)是一家新創(chuàng)公司,,制作微小的太陽能電池,,能夠捕捉聚焦的陽光,無需昂貴的冷卻系統(tǒng),,公司本周宣布,,已經(jīng)制成世界上最高效的太陽能電池板。

  這家公司的太陽能電池板使用微型太陽能電池,,制備成分是鎵砷化物(gallium arsenide),,這種破紀(jì)錄的太陽能模塊包含數(shù)以百計的微型太陽能電池,,每個電池的寬度相當(dāng)于圓珠筆畫出的一條線,這些電池排列在透鏡下,,透鏡可聚集陽光1100倍。

  砷化鎵可以更好地吸收陽光,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過硅,,硅材料用于大多數(shù)太陽能電池,但砷化鎵也更昂貴,。此外,,雖然聚光太陽能電池組件使用較少的半導(dǎo)體材料,但它們通常需要昂貴的光學(xué)器件,,冷卻系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng),,以使它們一直朝向太陽。塞木普銳斯公司的微觀尺度的太陽能電池,,本質(zhì)上可以更好地散熱,,這就使它們更便宜。

  塞木普銳斯公司的模塊有另一個好處:硅太陽能電池只能有效地吸收窄頻段太陽光,,而這種模塊中的太陽能電池包含三層砷化鎵,,每層都經(jīng)過改進(jìn),可以把不同部分太陽光譜轉(zhuǎn)換成電能,。

  測試由第三方進(jìn)行,,認(rèn)證塞木普銳斯公司太陽能電池板的效率達(dá)到33.9%,這標(biāo)志著首次有太陽能電池組件,,可以把三分之一以上的陽光轉(zhuǎn)化為電能,,這是指照射在電池板上面的陽光。傳統(tǒng)的硅太陽能電池板通常只能把不到15%的陽光轉(zhuǎn)換成電能,,硅太陽能電池板的紀(jì)錄是22.9%,。此前,總體太陽能電池板的紀(jì)錄是32%,,塞木普銳斯公司說,。

  一次性的實驗?zāi)K可以達(dá)到更高的效率,但是,,塞木普銳斯公司創(chuàng)紀(jì)錄的模塊設(shè)計為商用,。它的制備采用了相同類型的設(shè)備,公司正在把這些設(shè)備安裝在一所小廠,,就在北卡羅來納州(North Carolina)亨德森(Henderson),,該工廠會在今年夏天開業(yè)。塞木普銳斯公司首席執(zhí)行官喬伊•卡爾(Joe Carr)說:“這是一個很好的跡象,,這些效率都是我們的客戶可以預(yù)期的,。”

  塞木普銳斯公司的工藝可以形成數(shù)以萬計的微型太陽能電池,,這些電池都在一個單一的砷化鎵晶片上,要使用化學(xué)蝕刻和機器人系統(tǒng),,把每一層轉(zhuǎn)移到一種廉價的基質(zhì)上,。這同一個砷化鎵晶圓可重復(fù)使用多次,這就降低了成本,。這種方法是基于一項技術(shù),,可以轉(zhuǎn)移小型電子器件,從晶圓上轉(zhuǎn)移到其他基質(zhì)上,,開發(fā)者是約翰•羅杰斯(John Rogers),,他是伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)材料科學(xué)與工程教授。

  聚光太陽能電池板使用跟蹤系統(tǒng),,跟蹤太陽,。這些系統(tǒng)很昂貴,而且可能不可靠,,大多數(shù)屋頂上都不能安裝,,這就限制了它們的應(yīng)用。它們也只在天氣晴朗的地區(qū)管用,,因為在陰天,,可能使輸出功率下降很多,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的太陽能電池,。

  但是,,因為跟蹤系統(tǒng)成本下降,多層太陽能電池的效率提高,,所以,,聚光光伏太陽能開始顯得更具吸引力。大型安裝項目中,,這種類型的太陽能電池模塊最近幾個月一直在增加,。

  塞木普銳斯公司正在建設(shè)它的工廠,這是處在太陽能產(chǎn)業(yè)特別困難的時期,。供過于求和生產(chǎn)成本的下降,,導(dǎo)致太陽能電池板價格迅速下降,這就使新公司難以進(jìn)入市場,,并迫使一些現(xiàn)有的制造商破產(chǎn),。

  為了應(yīng)對價格下跌,許多太陽能企業(yè),,包括塞木普銳斯公司,,都集中提高效率。只要制造業(yè)成本持續(xù)降低,,提高效率就可降低太陽能電池板的每瓦成本,。更重要的是,,這也降低了安裝和相關(guān)設(shè)備的成本,這可以占到一半以上的太陽能發(fā)電成本,。塞木普銳斯公司也盡可能多地學(xué)習(xí)成熟的制造技術(shù),,這會使它更容易擴大生產(chǎn),降低開發(fā)成本,。

  塞木普銳斯公司還有另一個優(yōu)勢:就是與西門子的合作伙伴關(guān)系,。除了提供直接融資(西門子擁有該公司16%的股份)之外,西門子還提供生產(chǎn)經(jīng)驗,,可以建設(shè)完整的太陽能農(nóng)場,而且,,這一合作伙伴關(guān)系也使它更容易取得銀行融資,。

  這一小廠塞木普銳斯公司計劃在今年夏天開業(yè),每年可生產(chǎn)30兆瓦的太陽能電池板,。塞木普銳斯公司預(yù)計,,那里生產(chǎn)的電池面板會具有成本競爭力,可以進(jìn)行一些應(yīng)用,,卡爾說,。增加生產(chǎn),達(dá)到100兆瓦,,就會使成本足夠低,,這樣,這種技術(shù)就可以競爭過中國制造的廉價太陽能電池板,。

  最終,,每千瓦時太陽能發(fā)電的成本取決于多個因素,如融資成本,,土地成本,,有多近的輸電線路,當(dāng)?shù)貏趧恿r格等等,。但卡爾認(rèn)為,,塞木普銳斯公司產(chǎn)生的太陽能發(fā)電,每千瓦時不到10美分,,這就足夠低,,可以獲得一部分公用事業(yè)市場,在許多地區(qū)都是這樣,。更重要的是,,他說,公司可以做到這一點,,不需要借助政府補貼,。

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