一家新创公司名为斯通(Stion)公司,它将获得的100万美元来自美国国家可再生能源实验室(NREL:National Renewable Energy Laboratory),为的是开发新型低成本、高效率的太阳能电池板。该公司将使用这笔新的资金制备太阳能电池板,结合两种类型的太阳能电池,将使这种电池板有效地把大范围的太阳光谱转化成电能。
斯通公司已经生产过薄膜太阳能电池板,这种类型的太阳能电池板通常效率低于常规的、硅晶太阳能电池板,但生产成本少得多,在某些情况下只有一半。这种新的电池板的意图是要像传统的硅板一样高效,但仍然重要的是更便宜地进行生产。这笔资金是奥巴马政府最近发布的《太阳照射》(Sun Shot initiative)计划的一部分,该计划的目标是使安装太阳能电池板的成本减少75%,使太阳能可以与化石燃料竞争。
斯通公司现有电池板可以把12%的阳光能量转换成电能。这是一个很高的数字,因为薄膜太阳能电池板通常具有的效率范围是从6%至11%。这种新电池板使用一种串联太阳能电池(tandem-solar-cell)设计,可以提高效率,达到15至18个百分点,公司创始人兼首席技术官霍华德·李(Howard Lee)说。
霍华德·李不能确切地说明斯通公司花了多少成本制成第一代太阳能电池板,但他说,该公司现在“接近”争得过第一太阳能公司(First Solar),也就是世界上最大的薄膜太阳能面板制造商。第一太阳能公司的低成本和较高的效率,使它成为唯一的薄膜制造商,以匹敌生产能力最大的传统太阳能面板制造商。(这种电池板便宜于传统硅板,但效率较低。)
第一太阳能公司生产镉碲(cadmium-telluride)薄膜太阳能电池板,而斯通公司生产的一种类型的太阳能面板是采用铜、铟、镓和硒(CIGS)。这种材料刚刚开始商业化,许多专家认为可以达到更高的效率,超过镉-碲太阳能电池。
但是有两件事使得斯通公司的技术离开了其他铜铟镓硒太阳能电池板制造商。首先,它不需要专门的生产设备,而是使用传统的溅镀设备(sputtering equipment),这种设备目前用来制备薄膜,以用于半导体芯片和硬盘。
霍华德·李说,这将使它很容易扩展其全球生产。“你可以使用的设备,可以买现成的,”他说。
第二,斯通公司电池面板需要进行调整,以有效地转换不同部分的太阳光谱,转换部分不同于其他铜铟镓硒电池板。公司第一代产品经调整可吸收的光线更多地朝向红端太阳光谱(red end of the solar spectrum),这使得它可以很好地匹配一种太阳能电池,这种电池的制备材料类似铜铟镓硒,设计上是为了蓝端光谱(blue end of the spectrum)。
配对电池提高了太阳能电池板整体效率,并且能降低成本,因为可减少需要安装的面板数量。 串联薄膜太阳能电池的制备采用非晶硅(amorphous silicon),已被其他制造商生产,但它们效率远远低于斯通公司正在开发的产品。
斯通公司成立于2006年,迄今已筹集到大约1.15亿美元。公司生产太阳能电池板是在加利福尼亚州圣何塞,而正在建设的另一座工厂是在密西西比州(Mississippi),这是借助于额外的7500万美元贷款。它的目标是利用国家可再生能源实验室资金,在一年之内生产一种型号的串联电池板,要能够批量生产。
国家可再生能源实验室计划是为了资助一些公司,这些公司采取“完全不同”的方法制作太阳能电池板,可能使生产的太阳能电池板“低于每瓦50美分,”玛莎·辛科-戴维斯(Martha Symko-Davies)说,她管理的光伏技术孵化器项目就在国家可再生能源实验室。研究人员已经实验铜铟镓硒太阳能电池几十年了,但是她说,一些公司比如斯通公司在过去三至四年间已经取得很大进步,把铜铟镓硒太阳能电池推向了市场。结果是,制备串联电池现在应该相对容易。“如果你已经使你的铜铟镓硒运行,那就要做斯通公司正在做的,这样应该不会耗费太多,”她说。
双电池太阳能板效率达到18%
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