
太少,太遲了:這些熔爐采用新技術(shù),可以制備高品質(zhì)晶體硅,成本低。類似技術(shù)已在一些中國(guó)工廠使用。
這項(xiàng)技術(shù)是一種新方法,可以把大塊硅原料轉(zhuǎn)化為大型方塊晶體硅。這些大型方塊,隨后可被切割成晶片,用以制造太陽(yáng)能電池。這種新工藝制成的單晶硅,需要用來制備高效率太陽(yáng)電池,成本大約只有現(xiàn)有方法的一半。今天出售的大部分太陽(yáng)能電池板,都使用低質(zhì)量的多晶硅,結(jié)果都是低功率的太陽(yáng)能電池。
這項(xiàng)新技術(shù)可以改造,適應(yīng)現(xiàn)有設(shè)備,所以,有些工廠生產(chǎn)多晶硅太陽(yáng)能電池,可迅速廉價(jià)地升級(jí),以生產(chǎn)單晶電池。效率提升是這項(xiàng)技術(shù)帶來的,可以把一座每年500兆瓦的工廠改造成540兆瓦的工廠(測(cè)量的輸出功率屬于工廠生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池板)。
這項(xiàng)技術(shù)最初開發(fā)和演示,采用了商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備,那是英國(guó)石油公司在2006年進(jìn)行的,當(dāng)時(shí)它也宣布,打算把這項(xiàng)技術(shù)投入大規(guī)模生產(chǎn)。但英石油公司沒有商業(yè)化這項(xiàng)技術(shù)。在接下來的三年中,該公司制造和安裝了數(shù)以千計(jì)的太陽(yáng)能電池板,使用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。然后,2010年3月,關(guān)閉了它的生產(chǎn)系統(tǒng)。有一年沒有進(jìn)一步開發(fā),之后,英石油公司出售了技術(shù)權(quán)利,賣給荷蘭公司AMG高級(jí)冶金集團(tuán)(AMG Advanced Metallurgical Group)。
與此同時(shí),中國(guó)少數(shù)太陽(yáng)能電池板制造商,包括無錫尚德這家世界上最大的太陽(yáng)能電池制造商,已開發(fā)出自己版本的同類工藝。去年夏天,尚德開始銷售的太陽(yáng)能電池板,就是用這種工藝生產(chǎn)的。
“英石油公司是非常保守的,”羅杰•克拉克(Roger Clark)說,他是AMG理想鑄造太陽(yáng)能公司(AMG IdealCast Solar)首席運(yùn)營(yíng)官,參與英石油太陽(yáng)能公司(BP Solar)的這項(xiàng)研究工作。“即使他們已經(jīng)在貿(mào)易展上公布了這項(xiàng)技術(shù),他們?nèi)匀幌M_保這種晶圓是穩(wěn)定的。”
英石油公司進(jìn)行測(cè)試時(shí),該技術(shù)的一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)就成了公共知識(shí)。英石油公司為這一工藝申請(qǐng)專利,而且在2007年,美國(guó)專利局公布了這一專利申請(qǐng)。英國(guó)石油公司的研究人員也在一些會(huì)議上介紹過這項(xiàng)技術(shù)的情況。
克拉克擔(dān)心,“技術(shù)因擴(kuò)散而泄露。”他說,“我敢肯定,人們開始把足夠的信息集中在一起,最后,在其他地方,至少是適度成功地復(fù)制這一工藝。”今年1月,大約是停止這項(xiàng)技術(shù)工作一年后,英石油公司把權(quán)利出售給AMG公司。截至今年秋季,就是第一次用商業(yè)設(shè)備演示五年后,AMG公司中稱為ALD的一個(gè)部門,就在出售熔爐和改進(jìn)型號(hào),使用的就是這項(xiàng)技術(shù)。但克拉克說,銷售是困難的,因?yàn)樘?yáng)能市場(chǎng)已陷于停頓,大多數(shù)企業(yè)都不購(gòu)買設(shè)備。
尚德首席技術(shù)官司徒亞特•威翰(Stuart Wenham)說,他公司取得這個(gè)技術(shù)創(chuàng)意,是源自舊的專利申請(qǐng),發(fā)明者名為弗雷德•施密德(Fred Schmid)。專利即將到期,因此尚德研究人員開始設(shè)法使這一創(chuàng)意繼續(xù)起作用,威翰說。施密德曾經(jīng)開發(fā)出一種方法,可培育大型藍(lán)寶石晶體,并成立了一家公司,名為水晶系統(tǒng)公司(Crystal Systems),以商業(yè)化這項(xiàng)技術(shù),那是在20世紀(jì)70年代。他致力于應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)制備單晶硅,但沒有成功。
英石油公司的技術(shù)也是根源于施密德的想法。2005年,有一位研究員名為納散•斯托達(dá)德(Nathan Stoddard),他剛剛完成了研究生院學(xué)業(yè),在馬里蘭州(Frederick)弗雷德里克(Maryland)加入英石油太陽(yáng)能公司的小組。在水晶系統(tǒng)公司的一位前雇員那里,他了解到施密德的工作,并很快找到一種方法,使它可以采用硅。“在我開始進(jìn)入英石油公司6個(gè)月內(nèi),這個(gè)工藝就在生產(chǎn)規(guī)模的熔爐中運(yùn)行了,”斯托達(dá)德說。
尚德的做法仍然會(huì)產(chǎn)生一些多晶硅,是沿著方塊的側(cè)面產(chǎn)生的,但它仍然可以使用,只是效率低于單晶硅。克拉克說,ALD的方法還可以更有競(jìng)爭(zhēng)力,因?yàn)樗划a(chǎn)生多晶硅。
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