地球受益于令人印象深刻的125,000太瓦(TW)太阳能。虽然地球未来的能源需求无疑将由各种技术的结合来满足,但许多人认为,太阳能- - -以光伏(PV)电池的形式- - -是唯一有能力对全球能源生产产生重大影响的可再生能源。
因此,将光伏电池的性能提升到与碳基能源发电的总成本一样便宜(如果不是更便宜的话)的水平的竞赛开始了。有人预测,所谓的“电网奇偶性”可以在几年内在某些地点实现。
这个方向的大部分工作现在集中在薄膜沉积,而不是基于晶圆的模块,尽管仍然有关于两者的相对优点的讨论。支持薄膜技术的主要理由是,它使用的材料更少,比切割、切割和放置硅片的复杂而精细的过程更快、更简单。这意味着,如果能降低沉积成本,并充分提高生成的光伏电池的效率,就能实现电网奇偶化的目标。
大多数评论家和制造商都同意的是,为了显著提高效率,必须考虑设备的所有组成部分和过程的所有步骤;2020欧洲杯下注官网没有一种灵丹妙药能一步到位。
薄膜沉积法
多年来,薄膜沉积已用于各种应用,包括半导体和光学元件,装饰和低发射率建筑玻璃,以及最近在电视机和电脑平板屏幕的制造。在太阳能电池生产中,这一过程提供了一种更简单、更便宜的硅片替代方法。
制造商们继续试验各种材料,并对基于硅和其他材料的太阳能电池的薄膜沉积工艺进行改进。欧洲杯足球竞彩碲化镉(CdTe)、铜铟镓二硒化物合金(cuins2)和铜铟镓二硒化物合金(Cu (InGa)Se2等直接带隙半导体具有较高的光学吸收系数(>105cm-1),是目前最受欢迎的薄膜光伏电池光吸收层材料。欧洲杯足球竞彩全球有十多家公司已经在积极生产这些电池,或者处于启动阶段。
TFPV层的创建可以通过多种方法实现;使用物理或化学气相沉积过程,例如粒子烧结或电沉积。报告表明,使用高温(高达500C)沉积和生长后退火的TFPV层获得了最好的结果。
虽然工艺复杂,制造商仍在继续研究、开发和完善,但其基本特点仍然是高温、腐蚀性和腐蚀性工艺材料。欧洲杯足球竞彩
质量是关键
到目前为止,在小面积和实验室条件下,TFPV电池仅取得了大约20%的效率(这是目前晶体硅光伏电池生产数量的基准)。在生产数量和大尺寸面板方面,制造商目前达到的最佳效率在10-12%之间。
在推动实现网格奇偶性目标的过程中,制造的挑战是创建可靠和一致的工艺条件,可以大量重现实验室质量。
这是一个领域的光伏电池制造商和他们的设备供应商可以受益于材料研究的巨大投资已经多年来在半导体和平板显示器的制造,这两2020欧洲杯下注官网个已经通过大规模、快速过渡卷制造。欧洲杯足球竞彩
陶瓷-完美的选择
工业陶瓷材料具有高硬度、物理稳定性、欧洲杯足球竞彩极高的耐热性和化学惰性。因此,它们具有高度的抗熔化、弯曲、拉伸、腐蚀和磨损性能,非常适合在极端高温和腐蚀性化学品环境中使用,比如TFPV沉积环境。
摩根高级材料欧洲杯足球竞彩摩根坩埚有限公司(Morgan Crucible Company plc)是世界领先的陶瓷部件专业工程公司。作为一家全球性的公司,该公司与美国、欧洲和亚洲的光伏电池制造商合作,为硅基和非硅基薄膜太阳能电池提供各种各样的组件。
非硅薄膜太阳能电池制造
在一个借鉴于建筑玻璃制造的应用中,熔融二氧化硅滚轮被用于在沉积过程中移动热玻璃板。硅的热稳定性非常好;它的热膨胀系数(CTE) <1 x 10-6/C,比任何其他陶瓷材料都低。这种低CTE结合其与玻璃的化学相容性,使熔融硅辊是确保玻璃在工艺过程中保持完全平坦的理想选择。
摩根先进材料公司在美国新泽西州费欧洲杯足球竞彩尔菲尔德和中国宜兴提供用于连续流TFPV沉积机的精密加工石英辊。
在TFPV沉积设备中,前驱气体和气体从2020欧洲杯下注官网源容器通过沉积区传输到加热的玻璃基板上沉积PV层。摩根先进材料公司生产了TFPV过欧洲杯足球竞彩程中使用的许多部件。
在某些情况下,固体材料熔化和汽化陶瓷坩埚或船,形成欧洲杯足球竞彩熔剂,沉积在加热的玻璃基板上。关键是陶瓷坩埚或船是尺寸稳定的,化学上不反应的熔融源材料。热分解氮化硼(pBN)陶瓷是一种很好的应用材料,因为它具有很高的耐腐蚀性和不与光伏沉积源材料反应性。欧洲杯足球竞彩摩根先进材料公司的Hudson,欧洲杯足球竞彩 NH美国站点供应通过化学蒸汽沉积(CVD)工艺制造的pBN坩埚和蒸发船,由于CVD pBN材料的超高纯度,这是理想的容器。此外,摩根先进材料提供pn涂层石墨加热元件用于材料欧洲杯足球竞彩汽化。
在其他结构中,蒸发前驱物质通过蒸汽分布歧管从源输送到沉积区。欧洲杯足球竞彩该管汇由陶瓷穿孔管组成,因为它是为数不多的具有化学稳定性的材料之一,在高温(500C以上)下操作这些非常有毒、危险的化学物质时不会出现问题。欧洲杯足球竞彩
摩根先进材料公司在其位于德国瓦尔欧洲杯足球竞彩德克雷堡的专业挤出工厂生产莫来石和氧化铝管。管高达2.5米(100英寸)长× 105毫米(4英寸)直径,有多个蒸汽出口点,均匀沉积横跨玻璃。它们被挤压,在大窑中烧制,然后精密加工,以达到最终产品公差在+/-0.15mm(0.005英寸)。
硅基薄膜太阳能电池制造
欧瑞康太阳能(Oerlikon Solar)是一家生产光伏板薄膜沉积设备的欧洲制造商,它在一些温度较高的薄膜沉积设备中使用了精密2020欧洲杯下注官网工程、高纯度的陶瓷棒,用于吊装、堆叠和对准组件和腔内的玻璃板。
该陶瓷是半导体级的99%氧化铝,选用它的优异的热和化学稳定性