TR十大新興技術之超高效太陽能

    鋰電世界  去年冬天，一家名為Semprius的創業公司在太陽能領域創造了一項重要記錄：該公司發明的太陽能電池板可以把近34%的入射太陽光轉化為電能。Semprius表示，一旦其技術得以規模化應用，能效將會非常高，在一些地方，其發電成本可能很快會下降，足以與靠煤和天然氣發電的電廠相競爭。

    由于安裝太陽能裝置需要耗費大量固定成本，包括用于放置太陽能電池板陣列的不動產，因此，為了降低太陽能的成本，最大限度地提高每塊太陽能電池板的效率變得很重要。一些公司正在嘗試各種各樣的方法實現上述目標，包括使用除硅以外的材料。目前，硅是太陽能電池板中最常見的半導體材料。

    例如，一家名叫阿爾塔設備（（Alta Devices）參見《麻省理工科技創業》2012年3/4期合刊第50頁）的創業公司使用一種名叫砷化鎵的高效材料來制造柔韌的太陽能電池片。Semprius也使用了砷化鎵，因為相對于硅，砷化鎵能夠更好地將光能轉化為電能（硅太陽能電池板的創紀錄轉化效率約為23%）。但同時，這種材料的價格比硅的價格貴得多，因此，Semprius正在嘗試多種方法來彌補成本。

    其中一種方法是將其太陽能電池板內的單個光吸收裝置，即太陽能電池，縮小至僅為600微米寬、600微米長和10微米厚。公司聯合創始人、伊利諾斯大學化學和工程學教授約翰·羅杰斯（John Rogers）的研究為這種裝置的制造工藝奠定了基礎。他找到了一種方法：在一塊砷化鎵晶片上構筑小電池，很快將它們移開，然后再利用這塊晶片制造更多電池。電池生產出來以后，Semprius就可以將電池放置在能夠聚集大約1100倍太陽光的玻璃透鏡下，以此獲得最大化的電能。

    在太陽能電池板上聚集太陽光并非新穎之舉，但如果采用體積較大的硅電池，那么通常就必須得安裝一個可將硅電池產生的熱量傳導出去的冷卻系統。Semprius小型電池產生的熱量很少，根本無需冷卻，因而進一步削減了成本。該公司的技術副總裁斯科特·伯勒斯（Scott Burroughs）表示，在未來幾年內，使用其系統的公用事業公司應該能夠將電價維持在每千瓦時八美分。根據美國能源信息管理局（U.S. Energy Information Administration）的數據顯示，上述電價比美國的平均零售電價還要低，2001年美國的平均零售電價約為每千瓦時十美分。

    Semprius的優勢也受到了使用透鏡聚光的有限性的制約：只有在晴朗無云的天氣，電池吸收直射陽光時，系統的工作效率才會達到最佳狀態，而在其他任何條件下，能源生產則會大幅下降。即便如此，諸如美國西南部之類的地方比較適宜開展大型的、公用事業規模的工程。

    但首先，Semprius必須開始大規模生產太陽能電池板。該公司已經從風險投資公司和西門子（從事太陽能發電廠的建造）籌集了4400萬美元資金，計劃于今年在北卡羅來納州開辦一家小型工廠，該工廠每年制造的太陽能電池板足夠輸出6兆瓦電能。公司希望能在2013年年底將電能產量增加至30兆瓦，但要實現這一目標，公司必須在資本密集型能源創業公司不再被看好的環境中，籌集到一筆數額不明的資金。

    Semprius也將會一直快速地降低自己的制造成本，其成本足以與傳統的硅太陽能板形成競爭，后者的價格僅在2011年就下跌了一半以上。