Kosten zonnepanelen drastisch omlaag door nieuwe produktiemethode. San Jose, Californië-Twin Kreken Technologies, een pionier in een nieuwe generatie produktie-apparatuur voor zonne-en halfgeleiders, heeft een nieuw produktiesysteem aangekondigd onder de naam Hyperion. Dit wafel (schijf) produktie systeem vermindert de produktiekosten van zonnepanelen en halfgeleiders enorm doordat de benodigde hoeveelheid silicium en andere substraatmaterialen met 90 procent afneemt.
Hyperion maakt gebruik van de technologie die Proton Induced Peeling (PIE) heet. Hyperion maakt monokristallijne plakken die dunner zijn dan 1/10e van de dikte van conventionele wafels. Met deze dunne wafels, kunnen fabrikanten zonnecellen produceren voor onder de 40 dollarcent per watt waarbij te verwachten valt dat door schaalvergroting de prijs nog meer zal dalen. “De dikte van de wafels is nu vooral gebaseerd op de wafel techniek en speelt in werkelijkheid alleen de bovenste laag van een substraat een actieve rol bij het genereren van energie of het verzenden van signalen. De rest wordt verspild”, aldus Dr Siva Sivaram, CEO van Twin Kreken. “Door het elimineren van overtollig materiaal, helpen we zonne-fabrikanten modules te produceren die concurreren met het elektriciteitsnet en nieuwe markten openen voor de chipmakers.”
Kosten zonnepanelen drastisch omlaag
Met PIE, Hyperion worden atomen als een scalpel gebruikt. Twin Creeks heeft onder de naam Hyperion een geheel nieuwe productiemethode ontwikkeld die het mogelijk moet maken om veel dunnere wafers te ontwikkelen. Daarvoor gebruikt het bedrijf een ionenkanon. Allereerst worden er 3mm dunne siliciumwafers in een rad geplaatst. De wafers worden vervolgens door een ionenkanon gebombardeerd met waterstofionen. Door de spanning van het ionenkanon nauwkeurig te bepalen, nestelen de ionen zich 20µm diep in het silicium. In een tweede stap worden de wafers met een robotarm een oven ingeschoven. Door de verhitting zetten de waterstofionen uit door het ontstaan van waterstofgas. Hierdoor breekt een flinterdunne toplaag los van 20µm dik. Deze ultra-dunne wafel wordt vervolgens verwerkt tot zonnepanelen of halfgeleiders. Het maken van wafels met PIE maakt ook een einde aan de zaagsnede, waarbij silicium wordt verspeeld terwijl het resterende silicium gebruikt kan worden voor een volgende gang naar het Hyperion-ionenkanon.
Hyperion is bruikbaar voor een breed scala aan monokristallijne plakken, waaronder germanium (gebruikt om geconcentreerd PV-zonnepanelen te maken), gallium nitride, saffier en siliciumcarbide (LED’s en vermogenselektronica). Twin Kreken concentreert zich in eerste instantie op het helpen van de fabrikanten van kristallijn silicium zonnecellen om in de kosten van zonne-energie te snijden. De lessen die hiermee worden geleerd stellen fabrikanten in staat om Hyperion ook te gebruiken voor andere toepassingen, zoals CMOS-sensoren. Naast het feit dat de nieuwe zonne-energie modules veel lichter zijn dan conventionele zonnecellen zijn de nieuwe modules ook buigzaam, waardoor de fabrikanten flexibele verpakkingen en ander beschermingsmateriaal dan glas voor modules kunnen overwegen. Ook kunnen extra lagen van een fotovoltaïsch materiaal worden toegevoegd aan de wafels. Ook is men de mogelijkheid aan het onderzoeken om kristallijn- en amorfe silicium te combineren. Na verloop van tijd zal de combinatie van lagere kosten en lichtere eenheden de mogelijkheid bieden om de wafels ook op andere markten toe te zoals de, bouw-geïntegreerde fotovoltaïsche (BIPV) en consumentenelektronica.
Twin Kreken heeft in samenwerking met de staat Mississippi, in Senatobia een commerciële demonstratie-installatie gebouwd waar men de processen kan fine-tunen voor het genereren van ultra-dunne zonnepanelen. Senatobia is op dit moment geschikt voor het produceren van 25 megawatt aan zonnecellen per jaar en zal dit worden uitgebreid tot 100 megawatt. Zelf ook besparen op energiekosten? Vul je gegevens in onze vergelijker in en stap direct over.