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以下是如何用矽製造太陽能電池:取一塊摻雜矽的固體塊,將其鋸成薄片,將所述半導體層疊在透明玻璃面板下方,將其連線到金屬電極,金屬電極可以將入射光子擊出的電子導走,並將其轉化為光伏器件。這個過程至少有兩個缺陷:這種矽很昂貴,佔太陽能光伏最終價格的一半以上,而且鋸切會使多達一半的矽變成廢料。*
因此,能源部高階研究計劃局(ARPA-E)的首任局長阿倫·馬祖姆達表示,太陽能安裝到您的屋頂或大型發電廠時,成本高達每瓦4美元。“如果能將其降低到每瓦1.50美元,就能實現規模化,”他在上週的ARPA-E峰會上告訴ScientificAmerican.com,“或者廣泛採用這種清潔、可再生的電力來源。”
一家名為1366 Technologies的公司可能已經找到了一種方法來實現這一目標,即直接從熔融矽中生長出近乎純淨的晶圓,而不是形成錠再進行鋸切。
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該公司業務發展總監克雷格·倫德表示,這個想法可以將晶圓成本降低多達80%。該公司的名字來源於太陽常數——每平方米大氣層接收到的太陽輻射瓦數。1366公司在馬薩諸塞州列剋星敦的熔爐中製造出“直接成型的全功能太陽能電池”。事實上,矽晶圓目前佔矽高價的一半以上
這可能使矽光伏發電(目前將陽光轉化為電能效率最高的)與薄膜太陽能電池一樣便宜,薄膜太陽能電池的優勢在於成本,但其產生電流的能力不如矽光伏發電。事實上,太陽能發電成本的快速下降意味著一些專家預計,到2015年,這種分散式發電的成本將與當今電網的電力成本相同甚至更低。
畢竟,SunPrint的聯合創始人克里斯·裡維斯特在ARPA-E峰會上指出:“每年到達地球的太陽能比所有仍在地下化石燃料中的能量總和還要多。” SunPrint的技術是用碲化鎘印刷薄膜太陽能電池。“透過補貼玉米,我們使廉價食品成為國家優先事項。為什麼不對矽這樣做呢?稍微便宜點的玻璃今天可能不那麼吸引人,但是當太陽能使用的玻璃比建築業還多時,你可以肯定它會變得有吸引力。”
* 澄清(2010年3月11日):這句話已更改,以澄清矽晶圓在光伏發電方面的費用。