211service.com
Gereedschappen voor het maken van chips produceren ultra-efficiënte zonnecellen
Soitec , een Frans productiebedrijf, zegt dat het technieken heeft gebruikt die zijn ontworpen om microprocessors te maken om zonnecellen te produceren met een recordrendement van 46 procent, waarbij meer dan twee keer zoveel zonlicht wordt omgezet in elektriciteit als conventionele cellen.
Een wafer met 500 minuscule zonnecellen, gemaakt door Soitec, heeft een nieuw wereldrecord opgeleverd.
Hoewel de cellen ingewikkelder te produceren zijn, belooft het gebruik van gevestigde productietechnieken de productiekosten laag te houden.
Gewone zonnecellen gebruiken één halfgeleider om zonlicht om te zetten in elektriciteit. De cellen van Soitec hebben vier halfgeleiders, elk ontworpen om zich op een ander deel van het zonnespectrum te richten. Soitec produceerde ongeveer een jaar geleden zijn eerste cel met vier halfgeleiders. Sindsdien heeft het de efficiëntie snel verbeterd en het lijkt op schema om het eerste bedrijf te zijn dat de langverwachte mijlpaal van 50 procent efficiëntie bereikt.
In de afgelopen jaren zijn de kosten van zonne-energie met meer dan 80 procent gedaald, vooral omdat bedrijven goedkopere manieren hebben gevonden om conventionele siliciumzonnecellen te produceren. Maar zonne-energie is op de meeste plaatsen nog steeds duurder dan fossiele brandstoffen.
Soitec is een van de vele bedrijven die proberen de kosten te verlagen door zonnecellen efficiënter te maken, zodat er minder nodig zijn om dezelfde hoeveelheid stroom op te wekken. Dat scheelt installatiekosten, die meer dan de helft van de kosten van zonne-energie kunnen uitmaken (zie Zonnepanelen die zichzelf configureren). De uitdaging is om hoge efficiënties te bereiken zonder de kosten voor het maken van de cellen aanzienlijk te verhogen.
Het combineren van meerdere halfgeleiders in een zonnecel is een oud idee dat in de praktijk moeilijk uit te voeren is. Het is mogelijk om de halfgeleidermaterialen afzonderlijk te laten groeien en ze vervolgens aan elkaar te hechten, maar daarvoor zijn meerdere kristallijne sjablonen nodig, wat duur is en kan resulteren in onvolmaakte bindingen.
Om zijn zonnecellen met vier halfgeleiders te maken, begint Soitec met het kweken van twee atomair compatibele halfgeleidermaterialen op één sjabloon en twee verschillende compatibele halfgeleiders op een andere. Een van de sjablonen wordt vervolgens verwijderd zodat deze opnieuw kan worden gebruikt (de structuur van de uiteindelijke zonnecel maakt het moeilijk om de andere te verwijderen). Ten slotte worden de twee paren halfgeleiders op elkaar gestapeld. Soitec gebruikt het proces van hergebruik van het sjabloon en het hechten van de halfgeleiders al jaren om componenten voor microprocessors en andere elektronica te maken.
Het bedrijf is van plan om in 2016 te beginnen met de grootschalige productie van zijn vier-halfgeleidercellen. Er blijven echter enkele vragen over hoe goedkoop het proces zal zijn. Het bedrijf geeft geen specifieke schattingen voor de kosten per kilowatt zonne-energie die zijn technologie gebruikt, en zegt dat de cijfers afhankelijk zijn van de locatie.
Andere bedrijven wedijveren om als eerste 50 procent efficiëntie te bereiken. Dit jaar demonstreerde de startup Semprius vier-halfgeleidercellen die 44,1 procent efficiënt waren, en het bedrijf zegt dat het op schema ligt om volgend jaar het wereldrecord te breken.