211service.com
Nano Ink Boost voor Silicon Solar
Een Californisch bedrijf gebruikt siliciuminkt met een patroon bovenop siliciumwafels om de efficiëntie van zonnecellen te verhogen. The Sunnyvale, CA, firma Innovalight zegt dat het inkjetproces een goedkopere route is naar efficiëntere zonne-energie. Met dit proces heeft het bedrijf cellen gemaakt met een efficiëntie van 18 procent.
Inkjet zonne-energie: Dankzij het inkjetprintproces kan Innovalight siliciumwafels maken die dun genoeg zijn om te buigen.
Innovalight werkt samen met fabrikant van zonnecellen JA Solar , met het hoofdkantoor in Shanghai, dat van plan is de inkjetprinttechnologie in zijn productielijnen te integreren. De resulterende zonnecellen zouden volgend jaar op de markt moeten zijn.
Het is mogelijk om de efficiëntie van zonnecellen te verhogen door silicium zodanig te modelleren dat de absorptie van hoogenergetisch licht met een korte golflengte wordt verbeterd. Maar dit vereist meestal het toevoegen van verschillende etsstappen aan het productieproces, en dit type celarchitectuur kost veel geld om te maken met behulp van standaardprocedures, zegt Homerus Antoniadis , Chief Technology Officer bij Innovalight.
Innovalight heeft de kosten van het toevoegen van inkt aan zonnecellen niet bekendgemaakt, maar als het proces van het bedrijf dergelijke efficiëntiewinsten tegen lagere kosten behaalt, kan het ertoe bijdragen dat zonne-energie een meer concurrerende bron van elektriciteit wordt. Het bedrijf heeft siliciuminkten ontwikkeld die van patronen kunnen worden voorzien met behulp van inkjetprinttechnologie die is ontwikkeld door: OTB Zonne-energie , een bedrijf met hoofdkantoor in Eindhoven, Nederland.
De inkt van Innovalight is een suspensie die silicium nanokristallen bevat. Hoewel het recept gepatenteerd is, zegt Antoniadis dat het bedrijf goede controle heeft over twee belangrijke factoren: de grootte van de nanokristallen en hun bedrukbaarheid. Door de kristallen met een diameter van slechts enkele nanometers te maken, heeft het bedrijf de temperatuur verlaagd die nodig is om ze aan de onderliggende wafel te binden. De siliciuminkt bevat ook een organische verbinding die het silicium helpt ophangen, dat anders de neiging heeft naar de bodem te zinken, waardoor de vloeistof compatibel is met inkjetprinten. Omdat het proces lagere temperaturen vereist en kan worden uitgevoerd op dunnere siliciumwafels dan die worden gebruikt in conventionele celproductie, helpt het de prijs te drukken, zegt Innovalight's CEO Conrad Burke .
Het gemiddelde rendement van 18 procent van de zonnecellen die in de proeffabriek van Innovalight in Californië zijn gemaakt, is onafhankelijk bevestigd door de Nationaal laboratorium voor hernieuwbare energie . Zonder de inkjetprinttechniek zou de efficiëntie van dergelijke cellen zo'n 16,5% tot 17 procent zijn, zegt Antoniadis.
Silicium oplossing: De inktoplossing van Innovalight bevat silicium nanokristallen.
Het recordrendement van een siliciumzonnecel is ongeveer 25 procent in het laboratorium, zegt Matthew Beard , een senior wetenschapper bij het Golden, CO, onderzoekscentrum van het National Lab die niet betrokken was bij het testen. Maar, zegt Beard, als ze tegen lagere kosten [18 procent efficiëntie kunnen bereiken], dan zou dat aanzienlijk zijn.
Cyrus Wadia , een onderzoekswetenschapper aan het Lawrence Berkeley National Laboratory, is het ermee eens en voegt eraan toe dat, omdat de efficiëntieverbetering bescheiden is, de spil de kosten zijn. Wadia denkt dat het printen met siliciuminkt minder dan 13 procent zou moeten toevoegen aan de totale kosten van de cel om de moeite waard te zijn.
De ultieme belofte van siliciuminkt is dat het kan worden gebruikt om een hele zonnecel te maken, waardoor er helemaal geen wafer meer nodig is, zegt Wadia, die nanomaterialen ontwikkelt met hetzelfde doel voor ogen.
In principe is dat mogelijk, zegt Antoniadis, maar het zal aanzienlijk meer ontwikkeling en tijd vergen. Innovalight heeft siliciuminkten ontwikkeld die zowel positieve als negatieve ladingen kunnen geleiden – de belangrijkste materialen in een zonnecel. Maar het bedrijf streeft eerst naar de toepassing van silicium op silicium, zegt Antoniadis, omdat we in de kortst mogelijke tijd materiële waarde moeten leveren.