玻璃上的光芒---第一太阳能(First Solar)发展史

2013-12-05 09:36:26 太阳能发电网
First Solar作为全球光伏行业的龙头企业,是一个及其有趣的现象。它独辟蹊径,采用和大多数太阳能公司不同的光伏材料并且一路坚持了20多年,却以一个技术少数派的身份在行业中一枝独秀,成为过去3年唯一真正盈利的太阳能公司。本文旨在介绍其技术,产品发展的历史,从一个侧面来探寻其内在原因

 

  1980年初退休的Harold仅仅60出头,这对一个精力旺盛充满智慧的发明家和企业家来说并不是一件令人特别高兴的事情。他一直追寻着自己发展玻璃工业的梦想。在工业建筑和汽车行业之后,他一直在寻找下一个玻璃革命的应用。

  这个时候的美国已经发生了翻天覆地的变化。能源危机的步步紧逼已经深入美国人民的观念之中。油价一再的飙升,电力行业的不景气让太阳能发电的研究越来越热。西海岸斯坦福大学的GeraldPearson作为第一批先驱者,提出基于半导体光生伏打效应收集电流获取电能的系列理论引起了Harold极大的兴趣。他先后拜访了美国最前沿的光伏研究中心:斯坦福大学和科罗拉多的新能源研究中心(NREL),有一件事情让他特别印象深刻:光伏电池是一层半导体夹在两块玻璃之间。玻璃的重量占整个终端产品的95%以上。

  这时候他有了一个奇妙的想法:光伏产品本质上就是玻璃产品的延伸。这对Harold来说是一个惊天的发现。长期工作在工程开发第一线的他有着GeraldPearson和Bob Swanson不具备的敏锐直觉:如果能将夹在玻璃中间的硅片的生产工艺简化成一层薄膜,那制造成本将指数降低(谁也比不过浮法玻璃的成本),光伏发电成本很快就会低于火电。

  这一想法在当时并未受到主流学界的重视。Gerald那个时候已经是行业的泰山北斗,统领光伏行业各大门派。作为一个标准的半导体人,他认为光伏组件本质是一块半导体,玻璃和封胶只是保护半导体的封装结构而已。而Harold看来,他过去20年做的玻璃,不是镀增透膜就是镀反射膜,光伏组件只是镀了吸光膜的玻璃而已。事后的发展证明,Harold的观点更为贴切。因为半导体产品基本都放置在室内应用,而玻璃才需要在户外风吹雨淋,以做玻璃产品为出发点做太阳能产品似乎更为贴切。

  在美国国家新能源实验室(NREL),Haroldlicense了他们研究最成熟的薄膜硅技术,融资1千2百万美金成立了GlassTechSolar公司。然而Gerald对基于薄膜不定型硅的PN结结构的评价一针见血:danglingbonds导致缺陷态太多,大大影响了光电转换效率,Harold本身对半导体器件工作原理又不太了解,以至于公司成立了几年,连一片像样的样品都做不出来。

  然而,这个世界上,任何努力都不是白费的,哪怕是失败也是有收获的,Harold的收获,就是发现了一种新的光伏材料:碲化镉。

  要说这碲化镉并不是什么新鲜事物。早在Gerald和Shockley60年代研究各种半导体光伏材料的时候就提出,单节光伏电池要想接近Shockley-Quessier极限,最好的能带间隙应该在1.5电子伏。经过研究,大家发现碲化镉最接近这一数字,从60年代GE就开始研究这种材料。一直以来,由于碲化镉n型掺杂的困难而进展缓慢。



作者:@坐下再说 来源:雪球财经 责任编辑:admin

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