Соларни клетки, които се „отлюспват“

Производственият метод на Astrowatt за създаване на подложки за слънчеви клетки може да означава значително по-евтина слънчева енергия.

Днес повечето слънчеви клетки се изработват чрез процес, който превръща почти половината от суровия материал - високо рафиниран и преработен кристален силиций - в непотребни стърготини. Новият процес, разработен от Astrowatt, има за цел да „елиминира" по-голямата част от тези отпадъци, създавайки по-ефективни соларни клетки, съобщи GreenTech.

И така, традиционното производство на соларни клетки изисква блокчето силиций да се разреже на няколко подложки с дебелина 180 микрометра. Докато режещата машина минава през силиция, тя превръща почти същото количество силиций (слой с дебелина от 100 до 150 микрометра) в стърготини, които обикновено не могат да се използва повторно.

При конвенционалния процес един милиметър силиций може да послужи за производството на около три подложки за слънчеви клетки. Astrowatt казва, че нейният процес може да направи така, че от същото количество материал да излязат пет или дори повече подложки. По-голямата част от иновацията касае метод, който заменя рязането с техника, при която се „отлюспват" тънки слоеве силиций от дебелото силициево блокче.

Как става това? Процесът на Astrowatt започва с разрязването на силициевия блок на относително „дебели" подложки, всяка с 1 милиметър дебелина. Компанията след това модифицира всяка от тези подложки така, че тя може да послужи за гръб на една слънчева клетка - процес, който завършва с полагането на слой метал върху подложката.

След това подложката се нагрява. Това поражда напрежение в материала, тъй като металът и силицият се разширяват с различни темпове. Докосването с клин по ръба на подложката дава началото на разпукване, което се разпространява от единия край до другия. Това позволява на инженерите най-накрая да отлепят металния филм заедно с тънък слой силиций с дебелина едва 25 микрометра. От значение е, че кристалната структура на силиция позволява на пукнатината да разпространява равномерно по дължина на цялата подложка, а силицият е гъвкав, така че няма да се разпадне при „отлюспването".

Полученият в резултат на това метално-силициев филм след това се обработва допълнително, така че да формира предната част на една слънчева клетка. Целият процес се повтаря многократно и няколко 25-микрометрови слоя биват „отлюспени" последователно от оригиналната дебела подложка. След като този процес приключи, това, което остава, е подложка с дебелина, варираща от 180 микрометра до няколкостотин микрометра. Тя може да се използва за направата на традиционна соларна клетка, а може и да бъде рециклирана, като се прати обратно в пещта за производство на блокове на силиций. И за разлика от силициевите стърготини при традиционния процес, тази подложка остава с достатъчно високо качество, за да бъде рециклирана.