Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia (NREL) tin rằng pin mặt trời mỏng hơn là chìa khóa cho các tấm pin mặt trời rẻ hơn và tăng quy mô sản xuất.

Các chi phí tấm pin mặt trời đã giảm đáng kể trong thập kỷ qua do sự phát triển và tiến bộ công nghệ – và có vẻ như vẫn còn nhiều chỗ để giảm giá hơn nữa. Một trong những lĩnh vực có thể tiết kiệm là lượng silicon được sử dụng trong pin mặt trời dựa trên silicon.

Theo MIT, các tế bào silicon thường được làm từ các tấm wafer dày 160 mm (micromet) (0,16mm). Trong quá khứ, những nỗ lực đã được thực hiện để giảm độ dày nhưng điều này dẫn đến tấm wafer dễ vỡ và dễ vỡ, dẫn đến sự lãng phí không thể chấp nhận được và các vấn đề về hiệu suất. Quan tâm đến việc làm cho các tấm mỏng hơn giảm xuống sau khi chi phí silicon đạt mức cao nhất vào khoảng 12 năm trước.

Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng các pin mặt trời mỏng hơn thời gian của nó đã được xem xét lại và với các phương pháp xử lý được cải thiện, độ dày của wafer có thể dễ dàng giảm xuống 100 micromet – và trong thời gian tới 40 micromet hoặc thậm chí ít hơn.

Một trong những công nghệ hiện tại đã xem xét là PERC (bộ phát thụ động và tiếp xúc phía sau) pin mặt trời. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra có rất ít tác động đến hiệu suất ở độ dày thấp tới 40 micromet.

Mặc dù thực hiện các thay đổi cần thiết cho các cơ sở sản xuất để sản xuất các tấm mỏng hơn sẽ là một quá trình tốn kém thời gian và tốn kém, các nhà nghiên cứu tin rằng lợi ích có thể vượt xa chi phí liên quan.

Bạn có thể xem báo cáo học tập tại đây và xa hơn bình luận ở đây.

Giá Polysilicon

Giá cao nhất của polysilicon mà các nhà nghiên cứu đề cập đến là vào năm 2008, khi đó là khoảng $ 475 mỗi kg. Dựa theo Thông tin chi tiết, polysilicon cao cấp gần đây trung bình chỉ 7,10 USD một kg.

Vậy có bao nhiêu silicon trong một tấm pin mặt trời? Sử dụng máy tính này và dựa trên kích thước wafer 156mm x 200mm (psuedosapes) và độ dày 160 micromet, khoảng 11 gram mỗi tế bào. Trong các mô-đun 60-cell, thường được sử dụng trên các mái nhà dân cư, sẽ hoạt động với khoảng 660 gram silicon.

Hrm. Không chính xác tiết kiệm chi phí rất lớn ở đó; nhưng điều đó chỉ ở phần cuối của polysilicon mà không tốn chi phí xử lý tiếp theo thành thỏi trước khi biến thành tấm wafer.

Các nghiên cứu lưu ý giảm độ dày wafer từ 160 μm xuống 50 μm đối với các tế bào PERC có thể có khả năng giảm chi phí ~ 20 cent (USD) mỗi watt (kịch bản HE-Tech nâng cao). Điều đó có vẻ tốt hơn rất nhiều, nhưng nó cũng dựa trên 3,1g sử dụng silicon trên mỗi watt ở mức 160 μm như trường hợp cơ bản. Có lẽ tôi đã sử dụng / giải thích máy tính một cách chính xác hoặc các số nhà nghiên cứu đã hết số – nhưng nó có thể an toàn hơn khi tin tưởng những người có bằng cấp.

Có thể có một lợi thế quan trọng khác. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng nó sẽ cho phép mở rộng nhanh hơn khả năng sản xuất tấm pin mặt trời, điều này có thể bị hạn chế bởi cách các nhà máy có thể được xây dựng nhanh để sản xuất các thỏi silicon tinh thể được cắt ra để sản xuất tấm wafer.

Ngoài ra, trong khi silicon dioxide (SiO2 – silica) rất phong phú, việc đào lên và xử lý ít hơn để tạo ra nhiều pin mặt trời và các tấm pin chỉ có thể là một điều tốt từ quan điểm môi trường.