هزینه پانل های خورشیدی را کاهش بیش از چند سال گذشته منجر به نرخ تاسیسات انرژی خورشیدی به مراتب بیشتر از بسیاری از تحلیلگران انتظار داشتند. اما با بسیاری از زمینه های بالقوه برای صرفه جویی در هزینه در حال حاضر تحت فشار قرار دادند به افراطی بیشتر کاهش هزینه در حال تبدیل شدن بیشتر به چالش کشیدن برای پیدا کردن.

در حال حاضر محققان در MIT و در National Renewable Energy Laboratory (آزمایشگاه) مشخص شده اند یک مسیر به کاهش هزینه های این زمان توسط لاغری پایین سیلیکون سلول های خود را.

نازک تر سلول های سیلیکونی شده اند قبل از کاوش به خصوص در اطراف ده سال پیش زمانی که هزینه سیلیکون به اوج خود رسید به دلیل کمبود عرضه. اما این رویکرد دچار برخی از مشکلات: نازک سیلیکون ویفر بیش از حد ترد و شکننده منجر به سطوح غیر قابل قبول از ضرر و زیان در طول فرایند تولید آنها پایین بهره وری است. محققان می گویند در حال حاضر وجود دارد راه برای شروع به پرداختن به این چالش ها از طریق استفاده بهتر از دست زدن به تجهیزات و برخی از تحولات اخیر در سلول های خورشیدی معماری.

یافته های جدید در حال مفصل در یک مقاله در مجله انرژی و محیط زیست, علم, co-نوشته شده توسط MIT postdoc Zhe لیو استاد مهندسی مکانیک Tonio Buonassisi و پنج نفر دیگر در MIT و NREL.

محققان توصیف رویکرد خود را به عنوان “technoeconomic,” تاکید کرد که در این نقطه ملاحظات اقتصادی به عنوان مهم به عنوان فن آوری آنهایی که در دستیابی به پیشرفت های بیشتر در affordability از پانل های خورشیدی.

در حال حاضر 90 درصد از جهان را از پانل های خورشیدی ساخته شده از سیلیکون کریستالی و صنعت همچنان به رشد در نرخ حدود 30 درصد در هر سال, محققان می گویند. امروز سیلیکون فتوولتائیک سلول های قلب از این پانل های خورشیدی ساخته شده از ویفر سیلیکون هستند که 160 میکرومتر ضخامت اما با دست زدن به بهبود روش محققان پیشنهاد می کنیم این را می توان اصلاح را به 100 میکرومتر-و در نهایت به عنوان کمی تا 40 میکرومتر و یا کمتر است که تنها نیاز به یک چهارم حد سیلیکون برای اندازه داده شده از پانل.

که می تواند نه تنها به کاهش هزینه پانل های فرد آنها می گویند اما حتی مهمتر از آن می تواند اجازه می دهد برای گسترش سریع از پانل های خورشیدی با ظرفیت تولید. دلیلش این است که این توسعه می تواند محدود محدودیت در چگونه سریع گیاهان جدید ساخته می شود برای تولید سیلیکون کریستال شمش است که پس از آن قطعه قطعه مانند سالامی را ویفر. این گیاهان که به طور کلی جدا از سلول های خورشیدی برای تولید گیاهان خود تمایل به سرمایه بر و وقت گیر را ساخت که می تواند منجر به یک تنگنا در میزان گسترش تولید پانل های خورشیدی. کاهش ویفر ضخامت به طور بالقوه می تواند به کاهش این مشکل محققان می گویند.

مطالعه نگاه سطح بهره وری از چهار نوع از سلول های خورشیدی معماری از جمله PERC (passivated امیتر و عقب تماس با ما) سلول ها و دیگر پیشرفته با راندمان بالا و فن آوری و مقایسه خروجی خود را در ضخامت های مختلف سطوح. این تیم در بر داشت وجود دارد در واقع کمی کاهش در عملکرد پایین به ضخامت به عنوان کم 40 میکرومتر استفاده از امروز بهبود فرآیندهای تولیدی است.

“ما می بینیم که وجود دارد این منطقه (از نمودار های کارایی در مقابل ضخامت) که در آن بهره وری مسطح است” لیو می گوید: “و به طوری که این منطقه که در آن شما می تواند به طور بالقوه صرفه جویی در برخی از پول است.” دلیل این پیشرفت در سلول های معماری او می گوید: “ما واقعا شروع به دیدن که در آن زمان به دوباره هزینه مزایای.”

تغییر بیش از این پانل-تولید گیاهان برای انطباق با ویفر نازک تر خواهد بود یک وقت گیر و گران روند اما این تجزیه و تحلیل نشان می دهد که می تواند مزایای بسیار سنگین تر بودن هزینه های لیو می گوید. آن زمان را برای توسعه تجهیزات لازم و روش اجازه می دهد تا برای مواد نازک تر اما با تکنولوژی موجود او می گوید: “باید آن را نسبتا ساده برای پایین رفتن به 100 میکرومتر” که در حال حاضر ارائه برخی از صرفه جویی قابل توجهی. بیشتر پیشرفت های فن آوری تشخیص بهتر از microcracks قبل از رشد آنها می تواند کمک به کاهش ضخامت بیشتر است.

در آینده ضخامت به طور بالقوه می تواند کاهش می یابد به عنوان کمی تا 15 میکرومتر او می گوید. فن آوری های جدید است که رشد نازک ویفر سیلیکون کریستال به طور مستقیم به جای برش آنها را از یک بزرگتر سیلندر می تواند کمک به فعال کردن بیشتر نازک شدن او می گوید.

توسعه نازک سیلیکون دریافت کرده است توجه کمی در سال های اخیر به دلیل قیمت سیلیکون کاهش یافته است و از آن زودتر به اوج. اما به دلیل کاهش هزینه است که در حال حاضر صورت گرفته در سلول های خورشیدی بهره وری و بخش دیگر از پانل های خورشیدی فرآیند تولید و زنجیره تامین, هزینه از سیلیکون است و یک بار دیگر یک عامل است که می تواند تفاوت او می گوید.

“بهره وری تنها می توانید با چند درصد است. بنابراین اگر شما می خواهید برای دریافت بیشتر بهبود ضخامت راه رفتن” Buonassisi می گوید. اما تبدیل خواهد شد و نیاز به سرمایه های بزرگ سرمایه گذاری به صورت کامل در مقیاس استقرار.

هدف از این مطالعه میگوید: این است که به ارائه یک نقشه راه برای کسانی که ممکن است برنامه ریزی توسعه در انرژی خورشیدی فن آوری های تولید. با ساخت مسیر “بتن و ملموس” او می گوید: این ممکن است کمک به شرکت ها این ترکیب در برنامه ریزی خود را. “وجود دارد یک مسیر است,” او می گوید. “این آسان نیست اما وجود دارد یک مسیر است. و برای اولین محرک مزیت قابل توجهی است.”

آنچه ممکن است مورد نیاز او می گوید: برای متفاوت بازیکنان کلیدی در این صنعت به هم و پخش کردن یک مجموعه خاص از گام های رو به جلو و توافق استانداردهای به عنوان مدار مجتمع صنعت را در اوایل برای فعال کردن مواد منفجره رشد این صنعت. “خواهد بود که واقعا دگرگون,” او می گوید.

Andre Augusto یک دانشیار پژوهش دانشمند در دانشگاه ایالتی آریزونا بود که در ارتباط با این تحقیقات می گوید: “پالایش سیلیکون و ویفر تولید ترین سرمایه-هزینه (capex) خواستار بخشی از فرآیند تولید پانل های خورشیدی. بنابراین در یک سناریوی از سریع گسترش ویفر عرضه می تواند تبدیل به یک موضوع است. رفتن نازک حل این مشکل در بخشی به عنوان شما می توانید تولید بیشتر ویفر در هر دستگاه بدون افزایش قابل توجهی capex.” او اضافه می کند که “نازک ویفر ممکن است ارائه عملکرد مزایای خاص آب و هوای” انجام بهتر در شرایط گرم.

انرژی های تجدید پذیر تحلیلگر Gregory Wilson از Gregory Wilson, مشاوره بود که در ارتباط با این کار می گوید: “تاثیر کاهش مقدار سیلیکون مورد استفاده در سلول های جریان اصلی خواهد بود بسیار قابل توجه به عنوان این مقاله اشاره می کند. واضح ترین افزایش در مقدار کل سرمایه مورد نیاز برای مقیاس صنعت PV به چند terawatt مقیاس مورد نیاز توسط تغییر آب و هوا مشکل است. از مزایای دیگر این است که در مقدار انرژی مورد نیاز برای تولید سیلیکون پانل PV. دلیل این است که polysilicon تولید و شمش رشد فرآیندهای مورد نیاز برای تولید با راندمان بالا سلول های بسیار انرژی بر است.”

ویلسون می افزاید: “عمده سلول PV و تولید کنندگان ماژول نیاز به شنیدن از معتبر گروه مانند پروفسور Buonassisi را در دانشگاه MIT پس از آنها خواهد این تغییر را زمانی که آنها به وضوح می توانید ببینید منافع اقتصادی.”

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im