薄膜太阳能电池技术取得进展

2019-02-23 10:15:37
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研究人员在使用连续流微反应器生产太阳能电池薄膜吸收器方面取得了重大突破 - 这项创新技术可以显着降低太阳能设备的成本并减少材料浪费。

这一进展刚刚在俄勒冈州立大学和韩国Yeungnam大学的工程师当前应用物理学杂志上报道。

这是最早的示范之一,这种技术比以前的化学溶液方法更安全,更快速和更经济,可用于连续和快速沉积来自诸如铜铟二硒化合物的太阳能电池的薄膜吸收剂。

以前使用这种化合物的方法 - 这是硅基太阳能装置的主要光伏替代品之一 - 依赖于溅射,蒸发和电沉积等方法。这些过程可能非常耗时,或者需要昂贵的真空系统或提高生产成本的特殊化学品。

化学浴沉积是一种低成本的沉积技术,是在一个多世纪以前开发的。它通常作为批处理进行,但随着时间的推移,生长溶液的变化使得难以控制厚度。反应物的消耗也限制了可实现的厚度。

然而,俄勒冈州立大学发明的用于在连续流动微反应器中的各种表面上沉积“纳米结构薄膜”的技术解决了这些问题中的一些并且使得该方法的使用在商业上更具实用性。官员说,已经申请了这种方法的专利。

“我们现在已经证明,该系统可以在短时间内在玻璃基板上生产薄膜太阳能吸收剂,这非常重要,”俄亥俄州立大学化学,生物与环境学院副教授Chih-hung Chang说。工程。“这是第一次采用这种新技术。”

Chang表示,在过程控制,成品太阳能电池测试,提高其效率以与真空技术相媲美,以及将工艺扩展到商业应用方面,仍需要进一步的工作。

研究人员表示,有兴趣的是,由此类应用生产的薄膜太阳能电池最终可用于太阳能屋顶系统的制造。从概念上讲,太阳能电池板本身不会在住宅或工业建筑的屋顶上添加太阳能电池板,而是成为屋顶,消除了胶合板和带状疱疹等传统方法。

“如果我们能够同时生产经济有效地生产太阳能的屋顶产品,那将会改变游戏规则,”Chang说。“薄膜太阳能电池是可行的一种方式。所有太阳能应用最终都是效率,成本和环境安全的功能,而这些产品可能提供所有这些。”

该研究得到了美国国家科学基金会的过程和反应工程计划的支持。

最近在OSU也开发了相关技术,使用纳米结构薄膜作为眼镜涂层,这可能比现有方法成本更低,效果更好。在这种情况下,它们有助于捕获更多光线,减少眩光并减少紫外线照射。科学家认为相机和其他类型镜头的应用也是可能的。

预计将在俄勒冈州立大学举办的俄勒冈州可持续太阳能电池制造新工艺创新中心开展更多此类工作,其中包括来自俄勒冈州立大学,俄勒冈大学,波特兰州立大学的大约20名教师和太平洋西北国家实验室。

该计划的组织者表示,他们的目标是“太阳能电池加工和制造领域的革命”,这可能会使成本降低50%,同时对环境更加敏感。在此过程中,他们希望在太平洋西北地区创造新的就业机会和产业。

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