使用真空沉积工艺,可以精确控制薄膜的厚度和均匀度,容易制成多层太阳能电池,包含的材料可调谐到特定波长的光,提高电池效率。
德国一家新创公司开发出一种新的太阳能电池板,制备时,是把有机分子沉积在聚酯(polyester)薄膜上。这种技术类似于用于有机发光二极管(OLED)显示屏的那种,这种显示屏用于手机和平板电视。这种太阳能电池柔性轻巧,远远胜过传统的太阳能电池板,但在一些地方,特别是在炎热天气或阴天,它们的发电量和传统太阳能电池板同样多。
光照发电:柔性轻巧的太阳能电池板,制造者是海亮泰克公司。
海亮泰克公司(heliatek)是在德累斯顿(Dresden),资金来自博世公司(Bosch),巴斯夫公司(BASF)和其他公司,迄今已筹集到2800万欧元。这家公司最近制造电池板,采用的是小型概念循证生产线,而且希望筹集到额外的6000万欧元,其中部分用于建造一座75兆瓦的工厂。这是相当小的太阳能电池板工厂,在这样小的规模,海亮泰克公司电池板的每瓦成本会高于传统的太阳能电池板,公司首席执行官蒂博德•塞圭龙(Thibaud de Séguillon)说。但是,在四到五年的时间内,海亮泰克公司应达到规模化生产,成本可以下降到每瓦40至50美分左右,这就会使它们可以竞争过传统的太阳能电池板,”他说。
同时,海亮泰克公司需要找到一种方式,高价出售太阳能电池板,用资金支持扩张。公司计划这样做,需要出售产品,利用采取太阳能电池板不寻常的轻巧性和柔韧性。有一个案例,公司与一家建材公司合作,要把它的太阳能电池板融入混凝土外墙的模板。在施工现场,模板会填满混凝土,电池板会成为外墙的一部分。
海亮泰克公司也在与其他制造商合作,使他们的太阳能电池板可以做成半透明,融入窗户。 “这就像是染色的窗户,只有这些窗户可以发电,”塞圭龙说。
建筑公司可能愿意出高价,购买这种太阳能电池板,因为它们较便宜就可融入建筑,例如,他们不需要买五金器件,把电池板固定在屋顶。欧洲的政策很快就会要求,建筑物耗多少电,就要发多少电,这也会驱使建筑公司把太阳能电池板融入窗户和外墙,塞圭龙说。
海亮泰克公司的关键创新是太阳能电池活性材料,还有电池制作工艺。有机太阳能电池已经出现几十年了。它们背后的想法是,某些有机分子,通常是几种类型的长聚合物,可以便宜印刷,制成成本非常低的太阳能电池。但是,这种电池已证明效率低下,而且寿命较短,所以它们仅用于利基领域。
海亮泰克公司的电池板更有效,胜过聚合物为基础的电池板,而且,使用寿命有望匹敌传统的硅太阳能电池。公司采用的是短分子,称为低聚物(oligomers),而不是聚合物。低聚物实际上更稳定,可沉积,需要使用真空沉积工艺,可以精确控制薄膜的厚度和均匀度。均匀度会提高效率,容易制成多层太阳能电池,包含的材料可调谐到特定波长的光,这就使这种电池更有效。
海亮泰克公司的成品电池板(电池板是一系列电池,用导线连接在一起)可以把8%的光能转换成电能(聚合物太阳能电池板是3%至5%的效率)。传统硅太阳能电池板是14%至15%的效率,但是,海亮泰克公司的技术在弱光和高温下性能好,可以弥补较低的效率,塞圭龙说。例如,他说,在新加坡最近的测试中,海亮泰克公司的电池板发电量稍微多了一些,在一个月的时间中,略高于传统的硅太阳能电池板。
真空沉积比印刷更昂贵,但是,海亮泰克公司已经推出另一项创新,有助于降低成本。制备太阳能电池时,不是成片在玻璃板上制作,而是持续制作,使用卷对卷工艺,把这种材料沉积在聚酯纤维(polyester)上。
为了达到最终的成本目标,海亮泰克公司需要大幅提高电池板的效率,从8%提高到12%。这是可能的,因为公司的制造工艺已可制成所说的串联太阳能电池(tandem solar cell),这种电池有两层,都可以吸收光线,产生电子。在目前的设计中,这两层都可调谐,转换相同波长的光。但是,公司也可以调谐各层,适应不同波长,从而转换更多的太阳光谱。海亮泰克公司正在与巴斯夫公司合作(BASF),开发新的吸光材料,用于这种电池。
如果公司确实达到成本目标,那它仍然很难面对面竞争,就是与传统太阳能电池板制造公司竞争。一方面,银行更愿意借钱给大型太阳能发电项目,这些项目使用传统电池板,因为它们已经证明在这一领域是可行的。长远来看,新的太阳能企业境遇也许更好,因为可以开发完全不同的太阳能电池板,发电量远高于传统的硅电池板。
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