近日,致力研發太陽能及半導體超薄硅片技術的美國Twin Creeks公司透露,他們已經研發出一種太陽能電池,價格比當今世上最便宜產品的還低一半,更妙的是,Twin Creeks的太陽能電池是用粒子加速器制造出來的。
目前來看,幾乎所有的太陽能電池板都是把一大個晶體硅塊切割成200微米厚的硅片,加上電極板,用玻璃蓋封裝,然后放到一個有太陽的地方,通過光電效應(當光子撞擊硅,就激發出電子,產生了電,光能轉化成電能)發電。這種方法有兩大弊端:就像劈砍木材時會產生木屑一樣,當把晶體硅塊分割成200微米的晶體硅片時,也會產生“硅屑”,造成浪費,而且這種浪費接近50%;另外,即使厚度小于200微米,表面上電池板還能運作得很好,但是硅片卻因為太薄而變得易碎甚至破裂。
因此,Twin Creeks公司的粒子加速器,被稱為亥伯龍神(Hyperion)的“離子加農炮”應運而生。認真看上圖,可以看到3毫米厚的硅片包裹著那個大輻輪的外緣。粒子加速器把氫離子發射到這些硅片上。嚴格控制加速器的電壓,發射氫離子使之聚集到硅片表面20微米深處。由機械手把這些硅片運輸到一個熔爐中,硅片表面的氫離子在熔爐中被加熱成氫氣,這樣就把20微米厚的硅層就分離出來了。用金屬做襯底,使其變得不易碎(你可以從下圖右側看出,它很容易彎曲)。剩下的硅片,又可以供粒子加速器的再一次發射氫離子使用。將厚度變成了原來的1/10,大大減少了硅片的浪費,這就是Twin Creeks公司能將太陽能電池的成本減半的秘訣所在了。
“MIT Technology Review”雜志提到,雖然電子束這種技術曾經也被考慮過,但是粒子加速器的昂貴價格,讓商業實行變得望而卻步。Twin Creeks公司必須得制造出自己的粒子加速器,而這種加速器的威力要比當今市面上的加速器強大10倍(100毫安1兆電子伏),這就為革新帶來了巨大考驗。
總而言之,如果你買了Twin Creeks公司的設備,太陽能電池每瓦特的成本有望在40美分左右,這將是市面上太陽能電池(大多數的太陽能電池是中國制造的)銷售價格的一半。從這個價格上看,它將會嚴重威脅化學能電池的統治地位。
