在過去的幾年中，太陽能電池板的價格暴跌倡油，導致太陽能安裝率大大高于大多數(shù)分析師的預期弹双。但是肿犁，由于大多數(shù)節(jié)省成本的潛在領域已經(jīng)被推到了極致郁惜，要想進一步降低成本變得越來越具有挑戰(zhàn)性涡上。

現(xiàn)在浑玛，麻省理工學院和美國國家可再生能源實驗室（NREL）的研究人員概述了進一步削減成本的途徑绍申，這次是通過減薄硅電池本身。

以前顾彰，人們一直在研究更薄的硅電池极阅，特別是在大約十二年前，由于供應短缺工划，硅的成本達到頂峰滑信。但是這種方法存在一些困難：薄硅片太脆易碎，導致制造過程中的損耗水平不可接受恒左，并且效率較低煞恭。研究人員說，現(xiàn)在有辦法通過使用更好的處理設備以及太陽能電池架構的一些最新發(fā)展來開始應對這些挑戰(zhàn)蔬旋。

新的發(fā)現(xiàn)在《能源與環(huán)境科學》雜志上的一篇論文中有詳細介紹井翅，該論文由麻省理工學院的博士后Zhe Liu，機械工程教授Tonio Buonassisi以及其他五位麻省理工學院和NREL合著哩疲。

研究人員將他們的方法描述為“技術經(jīng)濟”霹链，強調在這一點上，經(jīng)濟因素與技術因素一樣對于實現(xiàn)太陽能電池板的可承受性的進一步提高至關重要梨脖。

研究人員說厦绪，目前，全球90％的太陽能電池板由晶體硅制成屎螟，并且該行業(yè)以每年30％的速度持續(xù)增長逛镶。當今的硅光伏電池是這些太陽能電池板的核心，它由厚度為160微米的硅晶片制成疗韵，但是隨著處理方法的改進兑障，研究人員提出可以將其削薄至100微米，最終可以減少至40微米或更少蕉汪，對于給定尺寸的面板流译，只需要四分之一的硅。

他們說者疤，這不僅可以降低單個面板的成本福澡，而且更重要的是，它可以使太陽能面板的生產能力迅速擴大驹马。那是因為擴張受到制于新工廠生產速度的限制竞漾，這些工廠可以生產硅晶體錠，然后像薩拉米香腸一樣切成薄片來制造硅片窥翩。這些通常與太陽能電池制造廠分開的工廠往往耗資巨大且耗時业岁，這可能會導致太陽能電池板產能擴張的瓶頸鳞仙。研究人員說，減小晶圓厚度可以潛在地緩解該問題笔时。

這項研究研究了太陽能電池架構的四個變體的效率水平展松，包括PERC（鈍化發(fā)射極和后接觸）電池以及其他先進的高效技術，比較了它們在不同厚度水平下的輸出辨头。研究小組發(fā)現(xiàn)脂圾，使用當今改進的制造工藝，厚度低至40微米的性能幾乎沒有下降曙早。

Liu表示：“我們發(fā)現(xiàn)色矿，在效率與厚度關系圖的這個區(qū)域中，效率是平坦的邻冷，因此這是您可以節(jié)省一些錢的區(qū)域决癞。” 他說，由于單元架構的這些進步妆跌，“我們真的開始看到是時候重新審視成本收益了榴廷。”

劉說，更換大型的面板制造廠以適應更薄的晶圓將是一個耗時且昂貴的過程证账，但分析表明钢战，其收益遠遠超過了成本。他說除踱，開發(fā)必要的設備和程序以花費更薄的材料將需要時間弟头，但是使用現(xiàn)有技術，“降低到100微米應該相對簡單涉茧，”這已經(jīng)可以節(jié)省很多錢亮瓷。技術的進一步改進，例如在微裂紋生長之前對其進行更好的檢測降瞳，可能有助于進一步減小厚度。

他說蚓胸，將來厚度可能會減小到15微米挣饥。他說，新技術可以直接生長硅晶體的薄晶圓沛膳，而不是從更大的圓柱體上切下來扔枫，這將有助于進一步減薄。

近年來锹安，由于硅的價格已經(jīng)從其早期的峰值下降了短荐，因此薄硅的開發(fā)受到了很少的關注。但是叹哭，由于太陽能電池效率的降低以及太陽能電池板制造工藝和供應鏈其他部分的成本降低忍宋，硅的成本再次成為可以有所作為的因素。

Buonassisi說：“效率只能提高幾個百分點。因此移良，如果要進一步改進挖榜，則必須走厚度方向。” 但是轉換將需要大量資本投資才能進行全面部署辰稽。

他說挣傻，這項研究的目的是為那些可能正在計劃擴大太陽能制造技術的人提供一個路線圖。他說爷瓜，通過將路徑“具體化”棵欧，可以幫助公司將其納入其計劃中。他說：“有一條路享偎。” “這并不容易运荸，但是有一條路。對于先行者來說豌富，優(yōu)勢是巨大的根适。”

他說，可能需要行業(yè)中的不同主要參與者齊心協(xié)力铅乡，為前進和達成一致的標準制定一套具體的步驟继谚，因為集成電路行業(yè)早就為實現(xiàn)這一目標而爆炸式增長。行業(yè)阵幸。他說：“那將是真正的變革花履。”

與這項研究沒有關系的亞利桑那州立大學副研究員安德烈·奧古斯托（Andre Augusto）表示：“提煉硅和晶圓制造是制造太陽能電池板過程中資本要求最高的資本支出。因此挚赊，在快速擴展诡壁，晶圓供應可能會成為一個問題。變薄可以部分解決此問題荠割，因為您可以在每臺機器上制造更多晶圓而不會顯著增加資本支出妹卿。” 他補充說，“薄晶圓在某些氣候下可能會帶來性能優(yōu)勢蔑鹦，”在溫暖的條件下表現(xiàn)更好夺克。

與這項工作無關的格雷戈里·威爾遜咨詢公司的可再生能源分析師格雷戈里·威爾遜說：“正如論文所指出的那樣，減少主流電池中硅的使用量的影響將是非常重大的嚎朽。將光伏產業(yè)規(guī)模擴大到氣候變化問題所需的數(shù)兆瓦規(guī)模所需的總資本铺纽，另一個好處是生產硅 PV面板所需的能量，這是因為多晶硅的生產和硅錠的生長過程生產高效電池所需的能量非常消耗哟忍。”

威爾遜補充說：“主要的光伏電池和組件制造商需要聽取諸如MIT的Buonassisi教授之類的可信團體的意見诫瑞，因為他們將在看到明顯的經(jīng)濟利益時做出這一轉變。”