多晶矽太陽能電池轉換效率大幅提高

《科技日報（bào）》2008年4月2日訊  據美（měi）國“技術評論”網站報道，麻（má）省理工學院（MIT）科學家最近發明了可大幅提高多晶矽太陽能電池效率，同時維持低成本的方法。他們同（tóng）時成立了一家名為1366的技術公司以將這項技術商業化。
     伊曼紐爾·薩克斯是MIT機械工程學教授，也是1366公司的創（chuàng）辦人之一。他（tā）的實驗室研製出（chū）的大約2厘米寬的小型多晶矽太陽能電池，其光電（diàn）轉換（huàn）效率（將定量的光能轉換成電能的效率）比普通多晶矽太陽能電池提高了27％。
     薩克斯采用了3項關（guān）鍵的發明來提高太陽能電池模型（xíng）的效率。首（shǒu）先，在太陽能電池表麵增加紋理（lǐ），使矽板能吸收更多的（de）光。當光線進入電池時，粗（cū）糙的表麵使得光線（xiàn）發生彎（wān）曲（qǔ），當光（guāng）線到達（dá）電池的背麵時，它不會（huì）被直接反射出去，而是被小角度反彈回（huí），從而駐留在矽太陽能板裏。光線在矽板裏停留的時間越長，它被吸收而轉換成電能的幾率（lǜ）就越大。這項技術曾在單晶矽太陽能電池上使用，但（dàn）此前在多晶矽電池上還（hái）很難實現（xiàn）。
     第二項發明與采集矽板（bǎn）產生的電流的銀絲有關。薩克斯發明了一項技術（shù），可以製備很細的銀絲——其直徑隻有（yǒu）太陽能（néng）電池通（tōng）常使用的銀絲的五分之一，而且提高了導電率。銀絲越細，製造成本（běn）就（jiù）越低。同普通銀絲相比，細銀絲可以更緊密的（de）排列，彼此的間隔更小，這使得銀絲采集電流的（de）效（xiào）率更高。
     最後一項發明是使用一套寬平的金屬條來匯集通過細銀絲傳來（lái）的電流。通常，這（zhè）些（xiē）金（jīn）屬條會阻礙光線進入太（tài）陽能電池，從而使電池效率下降（jiàng）。但薩克斯通過蝕刻金屬條表麵，使其變得像多麵鏡一樣，從而獲得了與在矽板（bǎn）表麵（miàn）增加（jiā）紋理（lǐ）一樣的效果。雖然這道工藝步驟會使生產成本增加，但銀的（de）用量減少（shǎo）了，二者可以抵消。
     一般來說（shuō），多晶矽太陽能電池要（yào）比昂貴的（de）單晶矽太陽能電池轉換效率低，但要便宜許多。27％的效（xiào）率提升意味著可以（yǐ）較低的成本生產出與（yǔ）單晶矽太陽（yáng）能電池效率相當的多晶矽太陽能電池。目前的太陽能電（diàn）池每產生1瓦（wǎ）的電力（lì），需（xū）要2.1美元。1366公司正在興建一座試驗（yàn）工廠，以生產完全尺寸的太陽能電池（大（dà）約15厘米寬）。薩克斯說，如果公（gōng）司的放大生產能夠成功，這（zhè）項技術將使太陽能發電的成本大幅降低（dī）。他估計，第（dì）一批采用新技術生產的太（tài）陽能電池，其發（fā）電成本（běn）約為1.65美元/瓦，考（kǎo）慮到今後的技術改進，成本會降（jiàng）為1.30美元/瓦（wǎ）。但是要想和煤炭發電競爭，太陽能（néng）發電的成本（běn）必（bì）須降到1美元/瓦（wǎ）才（cái）行。薩克斯預測，通過改進減反射（shè）塗層（céng）和其它技術進展，在2012年（nián）左右，這（zhè）個目標完全可以達到。