 |
| 31.10.2008 Новый метод снижения затрат при производстве эффективных солнечных батарей |
|---|
Пластины германия используются как нижний слой при производстве наиболее эффективных солнечных батарей. Но германиевые солнечные батареи являются одними из самых дорогостоящих. Инженеры университета Юта разработали новый метод резки слитков германия на пластины для снижения бесполезного расхода материала. Этот метод может помочь снизить стоимость изготовления солнечных батарей на основе германия и повысить их экономичность. Из-за высокой стоимости исходного германия (около 1500 долл. за кг), солнечные батареи на его основе используются, в основном, в космических устройствах, например, таких как коммерческие и военные спутники NASA. Для того, чтобы использовать германий в батареи, цилиндрический монокристаллический слиток диаметром до нескольких дюймов необходимо очень точно порезать на тонкие пластины, которые в последствии будут отшлифованы и отполированы для нанесения на них заданной структуры. В настоящее время для получения пластин, германий нарезается при помощи пил из стальной проволоки. Однако такой хрупкий химический элемент, как германий, слабо поддается механической обработке, что ведет к его растрескиванию и необходимости повторной переработки расколовшегося материала. Так же толщина стальной пилы достаточно велика, поэтому материал расходуется еще и на «стружку». В результате, значительная часть дорогостоящего материала отправляется в отходы на переработку. Новый метод резки пластин из слитков, известный под названием электроэрозионная обработка, ранее использовался для обработки металлов для инструментов. В методе используется очень тонкая молибденовая проволока (толщиной 75-100 мкм), по которой протекает электрический ток. Такая небольшая толщина позволяет увеличить количество пластин, получаемых из одного слитка и уменьшить расходы материала на резку. Для сравнения, в стандартном методе толщина стальной проволоки 170 или 180 мкм. При стандарте толщины пластины в 300 мкм, новый метод позволяет получить на 30% больше пластин из одного слитка. Процесс резки новым методом занимает 14 часов. Это время необходимо для того, чтобы аккуратно разрезать пластину без сколов и растрескивания, однако разработчики метода надеются снизить время резки до стандартных 6 часов, которые занимает обычная резка стальной проволокой. Метод, позволяющий снизить стоимость солнечных батарей на основе германия, все более приближает их к возможности наземного использования. Германиевые батареи более легки и эффективны, чем кремниевые, но их стоимость ранее не позволяла им составить конкуренцию с кремниевыми батареями. Разработчики надеются, что их метод будет одним и факторов, говорящих в пользу возможности применения германиевых солнечных батарей в обычной жизни, а не только в дорогостоящих космических проектах. |
| Тема: материаловедение |