Новая технология обещает увеличить КПД преобразования солнечной энергии

Компания Solaicx разработала собственный технологический процесс изготовления кремниевых слитков, предназначенных специально для нужд индустрии солнечной энергии. По словам Solaicx, слитки, изготовленные по их методике, могут давать гораздо большую эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую.

«Все, кроме нас, выращивают кремниевые слитки для солнечной энергетики, используя оборудование, предназначенное для электронной промышленности» - сказал Джон Сэдгвик, один из основателей Solaicx. «Мы же разработали уникальное, запатентованное оборудование, удовлетворяющее все специфические нужды солнечной энергетики»

В Solaicx сообщили, что к ним уже много раз обращались с вопросами о лицензировании их технологии выращивания кремниевых слитков. Однако, компания отклонила все эти предложения, придерживаясь своей деловой модели как эксклюзивного производителя собственных слитков. Слитки, после их производства нарезаются на кремниевые пластины, готовые для использования в солнечных панелях.

Большая часть кремниевых слитков производятся на установках, предназначенных для производства чипов, в которых стоимость пластины кремния несоизмеримо мала по сравнению со стоимостью конечного продукта. Соответственно, производителям чипов нет смысла тратить усилия на удешевление процесса изготовления слитков.

Возвращаясь к основам

С точки зрения солнечной энергетики, пластина кремния является по сути одним большим фотодиодом. Следовательно, стоимость конечного продукта напрямую зависит от стоимости используемой в ней пластины. Для того, чтобы решить эти проблемы, Solaicx оптимизировал свое производство для выращивания слитков, специально предназначенных для солнечной энергетики.

«Мы решили вернуться к основам и разработали установку, которая устраняет из производства все расходы, не имеющие отношения к солнечной энергетике» - сказал Сэдгвик.

Одной из важнейших проблем, решенных компанией, стала однородность слитков. Слитки, выращенные установками для производства чипов, имеют неоднородное сопротивление, варьирующееся от одного конца слитка к другому. В результате этого, кремниевые пластины должны быть рассортированы по их способности превращать солнечную энергию в электричество. Если верить Solaicx, то из их слитков могут быть произведены пластины, имеющие одинаковые параметры и высочайшую эффективность.

В традиционной установке для выращивания слитков кремний и легирующие примеси расплавляются в тигле. Затем затравка опускается в установку так, чтобы она касалась лишь поверхности расплава. По мере того, как расплав кристаллизуется на затравке, она медленно поднимается вверх. Спустя 12 часов на выходе получается чистый слиток монокристаллического кремния, длиной в несколько метров и диаметром от шести до восьми дюймов. Затем слиток разрезается на пластины толщиной от 100 до 300мкм. Эти пластины и являются ключевым элементом солнечных панелей.

Основной проблемой этого метода для солнечной энергетики является то, что в изготовленном слитке варьируется соотношение кремния к примеси. Это приводит к тому, что разные края слитка имеют разное сопротивление.

Solaicx утверждает, что им удалось решить эту проблему путем постоянной подачи свежего кремния и примесей по мере того, как слиток растет. Посредством этого удается поддерживать постоянное соотношение кремния к примеси, что обеспечивает однородность сопротивления кремниевых пластин и тем самым увеличивает их эффективность.

«Уровень примесей в слитке обычно растет по мере того, как вы поднимаете его из расплавленного кремния» - сказал Сэдгвик. «Но наш техпроцесс предполагает управляемую компьютером постоянную подачу свежего кремния и примесей в тигель. Таким образом мы можем поддерживать одно и тоже соотношение кремния к примеси на протяжении всего процесса»