211service.com
Dunne-film zonne-energie met hoog rendement
Zonnecellen gemaakt van goedkope op nanokristallen gebaseerde inkten hebben het potentieel om even efficiënt te zijn als de conventionele anorganische cellen die momenteel in zonnepanelen worden gebruikt, maar kunnen goedkoper worden geprint. solexant , een bedrijf in San Jose, CA, produceert momenteel zonnecellen om de technologie te testen. Om te kunnen concurreren met andere dunne-film zonne-energiebedrijven, rekent Solexant op eenvoudigere, goedkopere printprocessen en materialen, evenals lagere initiële kapitaalkosten om zijn fabrieken te bouwen. Het bedrijf verwacht modules te verkopen voor $ 1 per watt, met een efficiëntie van meer dan 10 procent.
Nanokristal zonne: De zonnecellen bovenaan zijn gemaakt op een roll-to-roll printer van een inkt bestaande uit de hieronder getoonde staafvormige anorganische halfgeleidende nanokristallen. De cellen zijn geprint op een flexibele metaalfolie en zullen worden afgedekt met een glasplaat.
Het bedrijf heeft een licentie verleend voor methoden voor het kweken van nanokristallen en het maken van inkten van Paul Alivisatos , hoogleraar nanotechnologie aan de University of California, Berkeley en interim-directeur van de Lawrence Berkeley National Laboratory . (Alivisatos zit in de raad van bestuur van Solexant.) Alivisatos zegt dat het voordeel van deze materialen is dat ze lage kosten kunnen combineren met hoge prestaties. Zonnecellen gemaakt van kristallijn silicium zijn efficiënt in het omzetten van zonlicht in elektriciteit, maar ze zijn duur om te produceren. Om de kosten te drukken, hebben bedrijven dunnefilmzonnecellen ontwikkeld van halfgeleiders die niet overeenkomen met de prestaties van kristallijn silicium, maar die veel goedkoper zijn om te maken.
Het doel van Solexant is om goedkope dunne-film zonnecellen te maken met een relatief hoog rendement. Het zou niet onthullen waar de inkten voor nanodeeltjes van gemaakt zijn, maar het bedrijf zegt dat het suspensies zijn van staafvormige, halfgeleidende nanokristallen met een diameter van vier nanometer en een lengte van 20 tot 30 nanometer. De Solexant-cellen worden als ondergrond op een metaalfolie gedrukt. Nanokristalfilms zijn eenvoudig te printen, maar hebben slechte elektrische eigenschappen. Elektronen hebben de neiging om vast te komen te zitten tussen de kleine deeltjes. De truc met deze cellen is hoe je de materialen on-the-fly kunt deponeren op een manier die een zeer geleidend oppervlak oplevert, wat op zijn beurt zorgt voor een behoorlijke licht-naar-elektriciteitsconversie, zegt Alivisatos. Solexant begint met nanokristallen omdat ze gemakkelijker te printen zijn, en verwarmt ze terwijl ze worden afgedrukt, waardoor ze samensmelten tot grotere microkristallen van hoge kwaliteit die niet zoveel plaatsen hebben waar elektronen de weg kwijt kunnen raken.
Ook de overige delen van de zonnecel, waaronder de elektrische contacten en een lichtabsorberende laag, worden op de flexibele metaalfolies geprint. Door dit proces kan Solexant zeer grote oppervlakken printen. Als ze klaar zijn, worden de cellen gesneden en vervolgens bedekt met een stijf stuk glas.
Het maken van de hele cel met behulp van een roll-to-roll-proces geeft het bedrijf een voordeel ten opzichte van andere dunne-film fotovoltaïsche bedrijven die op glas printen, dat zwaarder is en beperkt tot kleinere gebieden, zegt Solexant CEO Damoder Reddy . Het kostenvoordeel is enorm, waardoor we cellen kunnen produceren voor 50 cent per watt, zegt hij. eerste zonne- , een dunnefilmbedrijf dat vacuümdepositie gebruikt om zijn cellen op glas te printen, heeft productiekosten van 85 cent per watt. Nanosolar, een ander bedrijf dat nanokristallen zonnecellen maakt, gebruikt een andere halfgeleider die chemische reacties vereist tijdens het printen, wat de complexiteit en de kosten van het proces verhoogt. We printen een voorgevormde halfgeleider, die dergelijke stappen elimineert, zegt Reddy.
Solexant heeft $ 22,5 miljoen aan durfkapitaal opgehaald om zijn proeffabriek van twee megawatt te bouwen, en wil het komende jaar $ 40 miljoen meer hebben om een faciliteit van 100 megawatt te bouwen. Start-ups op zonne-energie zoeken doorgaans ongeveer $ 250 miljoen aan kapitaal om zo'n fabriek te bouwen, zegt Reddy.
Het eerste product van het bedrijf, waarvan Reddy zegt dat het volgend jaar voor $ 1 per watt zal worden verkocht, zal een enkele laag van de nanokristallen bevatten. Het bedrijf ontwikkelt momenteel andere soorten nanokristallen die beter reageren op verschillende banden van het zonnespectrum in de hoop de efficiëntie van zijn cellen te vergroten. Uiteindelijk willen we een meerlagige, breedspectrumcel maken, zegt Reddy.