美國休斯頓大學VenkatSelvamanickam教授獲得美國能源部SunShot項目150萬美元撥款,用于生產(chǎn)高效率廉價薄膜光伏電池。
SunShot項目創(chuàng)建于2011年,目的是在10年內(nèi)制造與其他電能形式相比有成本競爭力的太陽能電池。從那時起到現(xiàn)在,已經(jīng)為350個項目提供資金,目標是降低太陽能電力成本到每千瓦時6美分。
德克薩斯超導中心應用研究中心主任/機械工程系Selvamanickam教授說,他幾年前就開始考慮開發(fā)生產(chǎn)太陽能電池的技術(shù),基于一個類似輥對輥的制造技術(shù),使用類似于在低成本金屬基板上涂復半導體薄膜的工藝。最有效率的太陽能電池是在鍺晶片上覆蓋砷化鎵層。但因為鍺晶片和制造工藝的高成本,鍺上砷化鎵太陽能電池很昂貴。同時鍺晶片面積小,需要多個晶片覆蓋大面積,所以主要用于空間探索。
Selvamanickam教授的工藝包括采用金屬箔上涂復鍺薄膜的條帶(雖然另一種物質(zhì)可以作為一個基底)和利用輥對輥(roll-to-roll)技術(shù)高速移動條帶,真空室中給條帶涂復鎵和砷蒸氣。
這項工作是在休士頓大學能源研究園(成立于2010年主業(yè)是向產(chǎn)業(yè)快速開發(fā)和轉(zhuǎn)讓新技術(shù)的轉(zhuǎn)化研究)的Selvamanickam教授的能源設備制造實驗室完成的。SunShot新項目將與南達科他州礦業(yè)技術(shù)學院進行合作。
Selvamanickam教授的團隊向美國能源部提出了一個應用概念證明,顯示出金屬箔上高質(zhì)量的砷化鎵薄膜。其他研究人員已經(jīng)使用輥到輥太陽能電池制造技術(shù),但不是鍺上砷化鎵材料,所以效率要低得多。鍺晶片上砷化鎵單結(jié)太陽能電池能以28.5%的轉(zhuǎn)換效率操作,成本是每瓦幾美元。Selvamanickam教授的目標是生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率為24%的太陽能電池,成本每瓦20美分。