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成本低、效率高、污染低 新制程有效助力太阳能

  太阳能板上的铜跟银线是前进导电量的祕诀,然而以今朝的技巧来说,有些必要先颠末高污染的制程,其实不怎么环保,而现在英国华威大年夜学(University of Warwick)已研发出资源低、效率又高的制造措施,将助力“绿化”太阳能财产。

  在太阳能与半导系统体例程中,蚀刻是弗成缺少的步骤,而有两种不合的技巧,此中周全性蚀刻是使用制绒(texturing)将芯片外面粗化,以低落入射光反射率,太阳能板都必要颠末这一制程;另一种技巧则是图案化蚀刻,电路图案曝光在硅晶圆上,之后用的来移除压印图案上的铝、钨或铜层与材料,将指定区域的材料移除。

  不管是哪种蚀刻技巧,都邑用到酸性溶液或是昂贵的金属油墨,对付以发电无二氧化碳排放而自满的绿色电力系统太阳能来说,其实是不怎么环保,对此英国华威大年夜学研发出全新又永续的图案化蚀刻技巧,制造历程不会孕育发生金属废弃物与有毒化学物质,还可以使用卷轴式(Roll-to-Roll)制程达到大年夜规模商业化。

  根据团队钻研,只要用热蒸镀法(thermal evaporation),透过电阻器及坩埚将银、铜金属加热,使其蒸发、沉积在薄膜上。人们能洋芋片包装与不沾锅发明这项制程。这种措施的特征在于,在真空前提下将热稳性化合物加热、蒸发并喷敷在基板上,这时银和铜金属并不会固结在高度氟化(fluorinated)的有机化合物薄膜上。

  团队觉得这项钻研有助于研制色彩缤纷、可挠的太阳能电池,就好比有机太阳能、钙钛矿太阳能与纳米晶体半导体太阳能等,对电动车、修建整合太阳能(BIPV)市场都大年夜有裨益,华威大年夜学物理化学副教授Ross Hatton表示,今朝团队已透过此技巧,打造出半透明有机太阳能电池,此中在顶层银电极图案上,每平方公分都稀有百万个微小孔洞。

  而除了新一代薄膜太阳能之外,还可以用在传感器、低辐射玻璃等,今朝钻研已颁发在《Materials Horizons》。

  与此同时,华威大年夜学也正在钻研新型有机太阳能材料,团队盼望能用半导体材料直接将光转换成电,进而削减机器元件,并低落碳排放和燃料的需求。如今团队已推出最新的薄膜技巧,能在室温下印刷,也不再用硅晶改用碳基分子,历程也不孕育发生任何有毒物质之余,而且一周之内就可以完成制造。Hatton指出,团队有自大能在几年内推出产品。

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