新型激光製造工藝（yì）正在徹底變革光（guāng）伏市場
2016-5-16 來源： 作者（zhě）：
位於德國弗萊堡的太陽能（néng）係統研究所開發了一項基於激光的製造（zào）工藝方法，這種方法正在徹底（dǐ）地變革光伏市場。點接（jiē）觸式太陽能電池（chí）首次實現批量生產。數百萬具有高效率水（shuǐ）平的電池已經進入（rù）市場。
未來（lái）幾十年（nián）裏，我（wǒ）們這個社會麵臨的主要挑戰之一是，我們的能源係統的要實（shí）現從可再生能（néng）源中生產出更多的電（diàn）力的目標。太陽能技術在實現這一目標方麵起著決定性（xìng）的作用。“從光伏（fú）能源中生產的電能總量超過（guò）250太瓦時，大約相當於（yú）30個核電站生產的（de）電能。為了滿足國際氣候變（biàn）化的目（mù）標（biāo），每（měi）年都要新增光伏發電能力，在未來15年，將增加十倍。總的來說，為了滿足電（diàn）力市場需求，太陽能技（jì）術必須變得更高效而且經濟有（yǒu）效” Ralf Preu博士說，他是德國弗萊堡太陽能係統研究（jiū）所（suǒ）光伏生產技術和質量保障部門的主任。Ralf Preu博士和他的同（tóng）事Jan Nekarda博士（shì）對激光燒（shāo）結(LFC)技術的發展做（zuò）出了重大貢獻，能夠以較低的成本生產更高效的太陽能電池。
今天，大多（duō）數（shù）太陽能電池都配有一個很寬的金屬接觸層，覆蓋了這個矽晶片的背麵，能夠讓電流（liú）從太陽（yáng）能電池流向（xiàng）電極（jí）。這種配置導致效率低下。1989年開發了一（yī）個更加高效的替代方案，鈍化（huà）發射極背麵（miàn）接觸(PERC)太陽能電（diàn）池技術。與（yǔ）傳統電池技術相（xiàng）反，這項技術包括太陽能電池的背反射層，和幾千個電接觸點。德國太（tài）陽（yáng）能係統研究所的研究（jiū）人員開發的LFC工藝，首次（cì）實現了PERC太陽能電池的大（dà）批量工業生產。
高效率電（diàn）池的批量生（shēng）產
一個非常薄的（de）非（fēi）導電層（céng）覆蓋在PERC太陽能電（diàn）池的底部（bù），在金屬接觸層和晶（jīng）片之間。作為反光鏡，當陽（yáng）光射入矽晶片時，這個非導電層反射了一部分太陽光而不是全部吸收它們。由於電池正麵也能將光線反射到晶片上，因此矽晶片也能捕獲陽光，太陽（yáng）能電（diàn）池的效率水平提升。從（cóng）晶片上導出電流（liú）需要（yào）非導電（diàn）層上具有很多小（xiǎo）孔，讓（ràng）金屬電極和矽晶片相接觸。LFC工藝能夠（gòu）讓（ràng）晶片上的接近10萬個接觸點每（měi）一個都要和單個激光脈衝之間建立聯係（xì）。這項工作最大的難度是激光脈衝能夠與（yǔ）矽表麵形（xíng）成良好的接觸，減少對材料的損傷。最重要（yào）的一點是，激光的作用要限定在50-2000納秒之間（jiān），Jan Nekarda博士解釋說。他（tā）們開發的創新係統能夠引導激光束，使它在接近1秒（miǎo）的（de）時間裏優化能量密度分布。
“PERC太陽能電池用這（zhè）種方法提高了1%絕（jué）對值（zhí）的（de）效率水平。按照今天太陽能電池接近（jìn）20%的（de）轉化效率核（hé）算，這大約相當於5%的相對值（zhí）。我們在這個係統中增進了額外的2%，意（yì）味著我們將總（zǒng）的能量（liàng）產出提高了7%” Ralf Preu博士說。效率水平（píng）至關重要，因為絕大多數光伏（fú）成本與表麵積（jī）成正比。“今天我們需要100平米的太陽能電池，那麽將來我們隻需要93平米就可以產生相同的電量。這不僅意味著減少了矽的使用量，也減少了模塊材料，係統中減少了材料的用量能夠降低成本（běn）”
工業領域的成功
太陽能電池製造商可以很容易而且低成本地在現有生產工藝（yì）過程中整合激光（guāng）工（gōng）序。根據（jù）企業信息（xī），Hanwha Q太陽能電池公司（sī）已經利用（yòng）LFC技（jì）術生產了2千萬個電池。世界上好多（duō）企業都將PERC技（jì）術投入到規模生產中。“僅今年一年，製造（zào）商已經投入了2億歐元來實施這項技（jì）術。這意味著矽太（tài）陽能電池進入到了下一個革（gé）命性的階段” Ralf Preu異常（cháng）興奮地說。
Ralf Preu 和Jan Nekarda已經獲得了（le）2016年約瑟夫·馮·夫琅和費（fèi）獎，獎勵他們在太陽能（néng）技術變化領域的發起者和驅動者的地位。評審團將他們獲獎的理由歸結於“研究（jiū）人員開發的技術有（yǒu）助於德國企業在競爭（zhēng）激烈的光伏市場繼續取得成功。” （來源： 中國測控網）
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