總有這樣一種誤解,認為太陽能技術是很低端的東西。還有一些悲觀的分析師認為,太陽能電池供應商必須接受補貼才能運營,一旦政府取消了補貼,那么將無法維持盈利。
誠然,太陽能電池無法像芯片那樣,每十八個月就改換到更嚴格的設計規則。這或許只是一種愿望。同時也需要看到,太陽能電池幾乎只有單一的功能:將太陽光轉化為電能。IC中的電路幾乎可以完成無限多應用,而太陽能電池只有一個目標。
然而復雜的材料和工藝開發――特別是薄膜光伏器件――已經使太陽能不再是低端產品。HelioVolt Inc.(德州奧斯汀)的首席技術官Louay Eldada在SEMI奧斯汀的聚會上介紹,生產高效銅銦鎵硒(CIGS)電池包含數十項商業機密,以及通過數年的試驗和改進才能獲得的知識。
CIGS技術專家需要發現合適的沉積前聚體,可以得到四種材料混合的晶體:銅、銦、鎵和硒。這將是最精細的材料科學――在合適的溫度拉出CIGS晶體制作p-n結、降低再復合的分離路徑,以及最高級別的轉換效率。
“這看起來很簡單,只是制作出五層薄膜而已。每個人都可以得到效率為10%的電池。如果你不在乎消耗了多少能量,你可以采用很高的溫度來熔化并結晶,”Eldada這樣介紹。
在耗能最低的情況下獲得19-20%的效率則集中了HelioVolt技術人員在過去十年的心血。Eldada將高性能CIGS電池比作一把具有百位數字的密碼鎖。“如果其中一個數字不對,那么只能得到全部為零的結果。”
為了解開這個密碼鎖,還需要像芯片產業那樣具有合適的檢測和量度工具。對于SVTC分析服務公司(San Jose),分析太陽能材料成為一項日益增長的業務。控制表面粗糙度、疊層的摻雜分布、鈍化層中氫的含量,以及表面污染,是四項主要的挑戰。SVTC Analytical的商務開發經理Julian Searle說:“太陽能令人激動。如果我們進行的是存儲器和晶體管的項目,那就只能是一個確定大小的市場。”
設備公司也在全力滿足來自太陽能領域的挑戰。生產薄膜光伏電池所使用的制造設備通常都是客戶定制的,并且體積龐大。HelioVolt和其他公司正在開發可以顯著降低生產成本的印刷電子技術。如果卷軸型印刷技術可以使用柔性基板制作高效率薄膜光伏電池,那么可以極大的降低生產成本,太陽能應用也會加倍。
將要面對的挑戰不僅僅來自材料、設備和分析技術。建筑材料工業正在開發太陽能屋頂材料、產生能量的建筑平板和窗戶,這兩種材料可以吸收部分太陽光并讓其他光子通過。這些領域都是華盛頓和其他政府愿意支持的,并會給予減稅和研發項目的優惠。但從長遠的角度看,為什么要把太陽能組件放在屋頂上?而不是把太陽能的平板直接做成屋頂呢?
誠然,目前的太陽能還有風險。2008年應用材料公司在太陽能設備上投資了80億美元,但它的一些客戶目前正面臨信用危機。應用材料的CEO Mike Splinter說,“今年我們將會有一點麻煩。因為信用破產,停止了一些新合同的簽署,”但他補充說他期待2010年太陽能部門可以再次起飛。
此外,太陽能產業面臨供應過剩和需求過于依賴政府的問題。但全球變暖已經引起了極地冰帽的融化,開發無污染的能源將是世界的首要任務。太陽能是解決方案的一部分,并且它已經具備了相當程度的科學創造力,就像半導體產業已經證明了的那樣。
讓我們堅持下去。