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聚光太阳能转换效率创新纪录

发布时间:2020-07-21 17:55:11 阅读: 来源:加香机厂家

太阳能跟踪器:这种阵列的太阳能电池组件制备者是塞木普锐斯公司(Semprius),要进行测试。这些模块安装在双轴跟踪器上,让它们总是向着太阳。

塞木普锐斯公司(Semprius)是一家新创公司,制作微小的太阳能电池,能够捕捉聚焦的阳光,无需昂贵的冷却系统,公司本周宣布,已经制成世界上最高效的太阳能电池板。

这家公司的太阳能电池板使用微型太阳能电池,制备成分是镓砷化物(gallium arsenide),这种破纪录的太阳能模块包含数以百计的微型太阳能电池,每个电池的宽度相当于圆珠笔画出的一条线,这些电池排列在透镜下,透镜可聚集阳光1100倍。

砷化镓可以更好地吸收阳光,远远胜过硅,硅材料用于大多数太阳能电池,但砷化镓也更昂贵。此外,虽然聚光太阳能电池组件使用较少的半导体材料,但它们通常需要昂贵的光学器件,冷却系统和跟踪系统,以使它们一直朝向太阳。塞木普锐斯公司的微观尺度的太阳能电池,本质上可以更好地散热,这就使它们更便宜。

塞木普锐斯公司的模块有另一个好处:硅太阳能电池只能有效地吸收窄频段太阳光,而这种模块中的太阳能电池包含三层砷化镓,每层都经过改进,可以把不同部分太阳光谱转换成电能。

测试由第三方进行,认证塞木普锐斯公司太阳能电池板的效率达到33.9%,这标志着首次有太阳能电池组件,可以把三分之一以上的阳光转化为电能,这是指照射在电池板上面的阳光。传统的硅太阳能电池板通常只能把不到15%的阳光转换成电能,硅太阳能电池板的纪录是22.9%。此前,总体太阳能电池板的纪录是32%,塞木普锐斯公司说。

一次性的实验模块可以达到更高的效率,但是,塞木普锐斯公司创纪录的模块设计为商用。它的制备采用了相同类型的设备,公司正在把这些设备安装在一所小厂,就在北卡罗来纳州(North Carolina)亨德森(Henderson),该工厂会在今年夏天开业。塞木普锐斯公司首席执行官乔伊?卡尔(Joe Carr)说:“这是一个很好的迹象,这些效率都是我们的客户可以预期的。”

塞木普锐斯公司的工艺可以形成数以万计的微型太阳能电池,这些电池都在一个单一的砷化镓晶片上,要使用化学蚀刻和机器人系统,把每一层转移到一种廉价的基质上。这同一个砷化镓晶圆可重复使用多次,这就降低了成本。这种方法是基于一项技术,可以转移小型电子器件,从晶圆上转移到其他基质上,开发者是约翰?罗杰斯(John Rogers),他是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)材料科学与工程教授。

聚光太阳能电池板使用跟踪系统,跟踪太阳。这些系统很昂贵,而且可能不可靠,大多数屋顶上都不能安装,这就限制了它们的应用。它们也只在天气晴朗的地区管用,因为在阴天,可能使输出功率下降很多,远远超过传统的太阳能电池。

但是,因为跟踪系统成本下降,多层太阳能电池的效率提高,所以,聚光光伏太阳能开始显得更具吸引力。大型安装项目中,这种类型的太阳能电池模块最近几个月一直在增加。

塞木普锐斯公司正在建设它的工厂,这是处在太阳能产业特别困难的时期。供过于求和生产成本的下降,导致太阳能电池板价格迅速下降,这就使新公司难以进入市场,并迫使一些现有的制造商破产。

为了应对价格下跌,许多太阳能企业,包括塞木普锐斯公司,都集中提高效率。只要制造业成本持续降低,提高效率就可降低太阳能电池板的每瓦成本。更重要的是,这也降低了安装和相关设备的成本,这可以占到一半以上的太阳能发电成本。塞木普锐斯公司也尽可能多地学习成熟的制造技术,这会使它更容易扩大生产,降低开发成本。

塞木普锐斯公司还有另一个优势:就是与西门子的合作伙伴关系。除了提供直接融资(西门子拥有该公司16%的股份)之外,西门子还提供生产经验,可以建设完整的太阳能农场,而且,这一合作伙伴关系也使它更容易取得银行融资。

这一小厂塞木普锐斯公司计划在今年夏天开业,每年可生产30兆瓦的太阳能电池板。塞木普锐斯公司预计,那里生产的电池面板会具有成本竞争力,可以进行一些应用,卡尔说。增加生产,达到100兆瓦,就会使成本足够低,这样,这种技术就可以竞争过中国制造的廉价太阳能电池板。

最终,每千瓦时太阳能发电的成本取决于多个因素,如融资成本,土地成本,有多近的输电线路,当地劳动力价格等等。但卡尔认为,塞木普锐斯公司产生的太阳能发电,每千瓦时不到10美分,这就足够低,可以获得一部分公用事业市场,在许多地区都是这样。更重要的是,他说,公司可以做到这一点,不需要借助政府补贴。

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