導(dǎo)讀： 中國(guó)太陽(yáng)能電池板制造商尚德電力(Suntech Power)已開發(fā)出一種新工藝，制造硅晶片用于太陽(yáng)能電池，可以減少太陽(yáng)能發(fā)電成本10%到20%。
中國(guó)太陽(yáng)能電池板制造商尚德電力(Suntech Power)已開發(fā)出一種新工藝，制造硅晶片用于太陽(yáng)能電池，可以減少太陽(yáng)能發(fā)電成本10%到20%。
最有效的硅太陽(yáng)能電池使用的硅片由單晶硅組成。制備采用新工藝時(shí)，這些高品質(zhì)的“單晶”(monocrystalline)晶圓成本大約相當(dāng)于低質(zhì)量的多晶硅片(multicrystalline wafer)，或者可能是傳統(tǒng)工序制備單晶硅片的一半。(晶圓成本僅是太陽(yáng)能發(fā)電成本的一部分，這就是為什么一種工藝成本減半，但只可能減少總成本的10%到20%。)
有個(gè)創(chuàng)意支持這一工藝，獲得專利是在20余年前，但專利所有者從來(lái)沒(méi)有進(jìn)行商業(yè)化開發(fā)。這些專利過(guò)期大約是在三年前，幾家公司，就是晶澳太陽(yáng)能公司(JA Solar)，賽維公司(LDK Solar)，昱輝陽(yáng)光能源有限公司(Renesola)，以及尚德公司，最近宣布，他們已經(jīng)成功地完成這項(xiàng)工藝。
司徒亞特•威翰(Stuart Wenham)是尚德的首席技術(shù)官，他介紹了這一進(jìn)展，有一場(chǎng)太陽(yáng)能會(huì)議本周在西雅圖舉行，會(huì)上他表示，公司已經(jīng)開始銷售太陽(yáng)能電池板，這種電池板的制備就使用這種工藝。
這個(gè)消息很可能會(huì)帶來(lái)麻煩，因?yàn)楸娖髽I(yè)在美國(guó)的和其他地方，都希望商業(yè)化新的薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)。從理論上講，薄膜技術(shù)每瓦成本低于硅技術(shù)。但它的制造商發(fā)現(xiàn)，很難競(jìng)爭(zhēng)過(guò)中國(guó)制造商生產(chǎn)的傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池板，這種電池板已逐步減少成本，部分是因?yàn)樘岣呱a(chǎn)技術(shù)，部分是因?yàn)檎闹С质顾麄兡軌蜓杆贁U(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)。
制作高品質(zhì)的單晶硅片，通常需要加熱硅，使超過(guò)1400 °C(高于其熔點(diǎn))，然后把晶種(seed crystal)浸入熔體。從鑄模上，這種晶片將被切下來(lái)，鑄模的形成需要逐漸拉起籽晶，因?yàn)楣杈w圍繞著它。這種情形的發(fā)生是在一到兩天中，在這段時(shí)間內(nèi)，硅池(pool of silicon)必須保持炙熱，這需要大量的能量。無(wú)論是能源消耗，還是緩慢的生產(chǎn)，都使這一工藝很昂貴。制造多晶硅錠速度更快，能量密集度較低，硅熔化然后冷卻。不需要保持硅的炙熱，節(jié)約能源，但這些材料制成的電池單元效率低得多。
尚德已經(jīng)開發(fā)出一種方法，可以形成單晶材料，使用的是改進(jìn)版的多晶工藝。
它采用籽晶，但是，不是逐步從硅上拉出來(lái)(就像傳統(tǒng)的單晶工藝那樣)，而是被放在坩堝底部，完全覆蓋上熔化的硅。然后，熱量的提取是通過(guò)坩堝底部進(jìn)行，確保結(jié)晶始于底部，籽晶就在這里。
這實(shí)質(zhì)上是幾十年前的工藝專利。這些改進(jìn)是尚德所做的，有助于克服一個(gè)主要挑戰(zhàn)，這一工序提出：熔化的硅接觸容器的邊緣，會(huì)形成自己的籽晶，因此，最后的硅板內(nèi)側(cè)是多晶的，外側(cè)是單晶的。
尚德解決了如何使多晶硅區(qū)域降低到最低限度：做出的硅錠是70%的單晶。純單晶硅晶圓的制備是采用硅錠的中心。邊緣上的材料是半單晶硅半多晶硅，也可以用。電池單元這樣制備，結(jié)果是提高10%的效率，勝過(guò)普通多晶硅電池，幾乎等效于純單晶硅電池。
威翰說(shuō)，這個(gè)工藝可以使用現(xiàn)有的晶圓加工設(shè)備，因此，它可以迅速擴(kuò)大規(guī)模�！斑@個(gè)工藝可能會(huì)是相當(dāng)程度上的游戲改變者，在光伏領(lǐng)域，因?yàn)樗峁┝烁叩男阅�，同時(shí)降低了成本，”他說(shuō)。
威翰說(shuō)，尚德預(yù)計(jì)，這個(gè)行業(yè)大多會(huì)采用類似的技術(shù)，在未來(lái)兩年就是這樣。由于基本原理已不再是專利，很多企業(yè)已經(jīng)能夠開發(fā)自己版本的技術(shù)。他說(shuō)，尚德正在尋求專利保護(hù)一些技術(shù)，這些技術(shù)關(guān)聯(lián)到使用新材料制造太陽(yáng)能電池板。
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