科学家只是破解了《太阳法典》吗？

世界各地的科学家一直在尝试采用太空级，超高效的方法来制造可喷涂的太阳能电池，并使它在地球上经济可行。

所有人都说不可能。

到现在。

阻止太阳能在市场上爆炸的有两点：效率和成本。这两个人从未见过面。

科学家通过一种称为MOVPE的空间使用工艺，实现了太阳能电池效率的极限。但是将它转换成任何实际的东西都太昂贵了。

现在，来自国家可再生能源实验室（NREL）的科学家表示，他们已经使用D-HVPE生长的太阳能电池的新工艺破解了密码。

尽管这两个过程或多或少都涉及将化学蒸汽喷射到基板上，但MOVPE始终具有效率优势；但是从成本的角度来看，所使用的材料使该过程本身几乎不可行。

简而言之，MOVPE的优势在于其能够生产正确的含铝材料的能力，这些材料可增强太阳能电池的效率。先前抛弃的HVPE版本无法生长这些材料。现在，他们可以使用D-HVPE。

D-HVPE现在已经达到了与MOVPE相同的效率，乍一看听起来似乎是多余的，但是最重要的是：这样做的成本可能会破坏整个行业。

效率：太阳圣杯

效率是太阳能的圣杯，因为它阻止了能源冲击能源市场。

太阳能电池的平均效率不到20％（准确地说是15％-18％），远低于燃气发电厂，后者的效率在42％至60％之间。太阳能电池的最高效率仅为23％，这对于环境优越的电源而言表现不佳。

在理想的世界中，更高的效率意味着更低的成本-但只有当它最初不需要花费大量金钱才能生产时，才能消除效率可能在终端能源成本中带来的任何收益。

更高的效率还解决了其他一些非常大的问题，包括实用空间规模的太阳能电池板吸收了多少空间。毕竟，空间是有限资源中最有限的。效率更高的太阳能电池板将减少产生相同电量所需的电池板数量。

D-HVPE似乎有望立即解决所有这些问题。

这些天是不可能的想法

这不是第一次使用空间单元过程。

美国宇航局早在2013年就将它们用于火星探测器。它们的效率高达27％，当时甚至超过了商用级电池的最高效率。这是因为空间单元是由几种半导体材料制成的。他们就是专家所说的多结太阳能电池。

多结太阳能电池有可能比单结太阳能电池更高效，因为它们的各个层可以吸收多种波长的光。这使细胞可以将更多的能量转化为电能。根据层（或结）的数量，效率的范围可能从大约45％到70％以上。这是一个效率水平，即使是最难的可再生能源怀疑论者也会对此印象深刻。

但是，空间电池的较高效率存在一个很大的缺点：天文费用。

这种主要方法称为金属有机气相外延或MOVPE。

NRELs太阳能电池团队的一位科学家对此做了以下解释：他说：“基本上，您将预先设计好的化学药品加到热的晶圆上，它们将沉积为薄膜层，其晶格间距与晶圆相同。

“ MOVPE可以生长非常复杂的结构，或者像太阳能电池这样的设备，但是它既昂贵又缓慢。”硅太阳能电池的资深科学家和专家David Young在2018年新闻发布中补充说。

那么，NREL科学家实际上取得了什么成就？

他们声称，从根本上改变了价格，从根本上改变了生产高效率，太空级材料（也用于太空级电池）的过程。

换句话说，他们成功地使用一种被认为已经过时的方法和一种比如今被广泛使用的方法便宜得多的方法来生长一种新的太阳能电池材料。

NREL研究人员用于突破的挑战者方法称为动态氢化物气相外延或D-HVPE。

最初的HVPE方法在半导体材料的分层中也较MOVPE慢且准确性不高，这就是为什么它不受欢迎的原因。但是，借助其动态版本，NREL科学家设法缩短了时间并提高了在晶圆上沉积化学物质以制造太阳能电池的准确性。

$ 100 /瓦vs $ 1 /瓦

就目前而言，由于生产成本高昂，高效太阳能电池在2018年的每瓦能源成本约为100美元。相比之下，普通商用电池每瓦约1美元。

成本是成本的100倍，显然有很大的动力去重新考虑以前不可能实现的天基效率过程。

这是否意味着我们知道每瓦能源要花费多少D-HVPE？否。这还为时过早，但是NREL科学家向我们保证，这是太阳能技术开始起作用的地方。

NREL国家光伏中心的高级科学家Ptak说：“ HVPE工艺是一种便宜的工艺。”“现在，我们已经展示了与其他人相同的相同效率的途径，但是技术更便宜。以前，我们的效率较低，但价格较便宜。现在有可能变得完全一样高效和便宜。”