Уменьшение объема кремния, используемого для производства фотоэлектрических панелей, продолжает оставаться ключевой целью большинства перспективных стартапов. На ринг выходит новый игрок - Twin Creeks Technologies.

Компания выпустила машину, позволяющую существенно сократить использование кремния в производстве солнечных панелей. Машине дали название в честь титана, известного в древнегреческой мифологии – Гиперион. Оборудование создает кремниевые пластины, толщина которых всего лишь 20 микрон. Современные же аналоги выпускают продукт толщиной 200 мкм.

Возможность применять то же количество кремня для изготовления большего количества фотоэлектрических ячеек означает снижение капитальной стоимости оборудования, которая исчисляется в долларах на ватт. Ввод в эксплуатацию машины Hyperion позволит сократить капитальные затраты на оборудование на 50% для типичной вертикально-интегрированной организации, которая ответственна сама за всю технологическую цепочку: от приготовления кремния до производства солнечных батарей. Эксплуатация Hyperion на крупном заводе – годовой объем производства от 100 МВт – позволит уменьшить расходы на изготовление фотоэлектрических ячеек на 40 центов за один ватт.

Напомним, что плоские подложки, выполненные из обработанных кремниевых кусков, на этой стадии являются основным материалом для солнечных панелей. Солнечные батареи, которые можно сегодня встретить на крышах, состоят из нескольких фотоэлементов, расположенных бок о бок. Twin Creeks – один из многих стартапов, ищущих пути и технологические решения, которые позволят использовать меньшее количество кремния для создания солнечных батарей.

Цены на такую продукцию в последние годы быстро снижались благодаря избыточному рыночному предложению, но они должны снизиться еще больше: только таким образом можно будет сделать солнечные панели экономически конкурентоспособными в сравнении с энергетическими источниками на природном газе или угле.

• Цены на солнечную энергию более конкурентны, чем принято думать
• Хевел завершает возведение завода, который будет производить солнечные модули
• Фотохимические и органические солнечные модули: фотовольтаический взгляд
• Учёные разработали солнечные элементы с жидкими нанокристаллами
• Ученые разработали дешевую и высокоэффективную солнечную технологию
• Ученые изобрели более дешевый и устойчивый аналог панелей
• Устройство солнечной батареи и солнечной панели
• Улучшение измерений мощности может ускорить развитие солнечных элементов

Министерство энергетики США, к слову, финансирует создателей перспективных технологий молодого поколения с целью достижения своей амбициозной цели: уменьшения стоимости возведения гелиоэнергетического проекта до 1 доллара за ватт к 2020 году – без государственных дотаций. Сегодня масштабные проекты, возведение которых финансируют коммунальные организации, по-прежнему являются сравнительно дорогостоящими, а проектировка и ввод в эксплуатацию малых энергетических блоков, таких как солнечные панели на крышах домов, будет стоить дороже в несколько раз.

Другие стартапы трудятся над разработкой тонких пластин из кремния и более дешевых аналогов простых фотоэлектрических ячеек. В список данных компаний входят 1366 Technologies и Astrowatt. Фирма Astrowatt, как и Twin Creeks, работает над производством тонких подложек, изготовленных из монокристаллического кремния, имеющего кристаллическую структуру, что дает возможность производить конечный продукт намного тоньше, не нанося ущерба его производительности. Компания 1366 Technologies пытается изготовить пластины из поликристаллического кремния дешевле путем устранения нескольких этапов в технологическом процессе (пластины из поликристаллического кремния нельзя сделать очень тонкими, они будут ломаться).

Продукция на базе монокристаллического кремния дороже по стоимости, чем поликристаллические аналоги, но из него выполняют солнечные панели, которые способны преобразовать большее количество света солнца в электроэнергию. SunPower на данном этапе изготавливает самые эффективные фотоэлектрические ячейки, выполненные из монокристаллического кремния.

Как это работает?

Для работы устройству Twin Creeks необходимо сырье из широких блоков кремния. Оборудование Hyperion бомбардирует кремний ионами водорода, проникающими вглубь материала на 20 микрон. Ионы образуют слой пузырьков, и, когда пластина оказывается в печи и нагревается, пузырьки начинают расширяться и отделяют верхний слой, толщина которого 20 микрон, от всей части блока кремния. Затем остатки кремния используются снова и снова. Только так можно получать максимальный эффект от одного и того же количества материалов, чтобы повысить эффективность.

Hyperion – первое коммерческое предложение Twin Creeks Technologies, так как организация приняла решение изменить свой бизнес-план и переходит от создания фотоэлектрических ячеек и их сборки в солнечные панели к реализации оборудования для выпуска пластин кремния. Стартап из Сан-Хосе, США, который был основан в 2008 году, привлек 93 млн. долларов посредством капиталовложений инвесторов, в числе которых Bechmark Capital Артис Capital Management, Crosslink Capital и DAG Ventures.

Раньше инженеры Twin Creeks планировали построить завод, выпускающий фотоэлектрические ячейки и солнечные панели в Миссисипи, США. Для данных целей стартапу был выделен кредит от государства в размере 80 млн. долларов. Организация построила завод, который в данное время служит лабораторией для ее клиентов. Покупатели испытывают там по мере необходимости оборудование компании и определяют, как оно будет работать на их заводе.

Завод в Миссисипи выпускает фотоэлектрические ячейки общей мощностью 25 МВт в год. В планах стартапа расширение производественного объема на 100 МВт. Организация запустила строительство завода по производству солнечных панелей и ячеек мощностью 100 МВт в Малайзии в 2010 году, но с тех пор проект был приостановлен.