突破性太阳能电池技术能否有出头之日?
来源:麻省理工科技评论 作者:凯文•布利斯 时间:2015-01-26 09:10 点击:次
电池组是一块矩形的平板,有电影院屏幕那么大,安装在厚厚的钢底座上,配备有追踪系统,可以使电池板始终朝向太阳。这块平板由10万个小透镜和相同数量的更小的太阳能电池构成,每个电池只有圆珠笔尖那么大。这个精巧的装置是转换效率最高的太阳能装置的一部分。
Semprius是一家位于美国北卡罗莱纳州达勒姆的初创公司,它声称下一代电池板会使太阳能发电成为成本最低的发电方式,是建立新发电厂的最佳选择。装备1000个这样的装置,每千瓦时电量的生产成本不超过5美分,甚至低于当前最便宜的发电方式:天然气发电。
这项技术由伊利诺伊大学化学与材料科学和工程学教授约翰·罗杰斯(John Rogers)的实验室开发。Semprius从包括西门子在内的投资者那获得了4500万美元的投资,已经创下了太阳能电池转换效率最高的世界纪录――指转化成电力的太阳能总量。Semprius在去年曾表示可采用新技术制造一种新型太阳能电池,据信这种太阳能电池的转换效率可达50%,是传统太阳能电池的三倍。
尽管对于技术做出了承诺,Semprius还是面临着财政困难。要使技术具有成本效益,Semprius必须大幅扩大太阳能电池的生产规模。现在,它可以生产出足够每年产出6兆瓦电量的电池组,但公司还需筹集4000万美元将产量扩大到每年至少200兆瓦。它目前的投资者表示会继续为它投资,让它继续运作下去,但投资不是永久性的。Semprius要很快找到新投资者。否则它只有破产了。
Semprius的遭遇在太阳能初创公司中绝非仅有。创建于2005年的Semprius是近年来风险投资浪潮的产物,在这股投资浪潮下有几百家太阳能公司成立,它是仅存几家公司中的一个。许多公司或者破产,或者被廉价收购。投资者的损失超过10亿美元。这使得太阳能公司不论其取得多大的成就都难以再获得投资来证明它们的技术有多棒。
北卡罗莱纳州汉德森(Henderson),斯科特·伯勒斯(Scott Burroughs)站在一块Semprius的太阳能系统前
“2007年,风险投资商对太阳能公司大把地扔钱。只要你的名字中有太阳的字样,甚至以S开头就可以,” Semprius 的技术部总监斯科特·伯勒斯(Scott Burroughs)说,“现在正好相反,只要与太阳能相关,他们连想都不想就会拒绝你。”
这就可能导致可使太阳能真正具有竞争力的突破性技术再无出头之日,不是因为没有技术优势,而是因为投资者被吓破了胆。
魔法图章
Semprius并不是在乞求投资。在太阳能技术繁荣的泡沫时期,初创公司Solyndra获得大约10亿美元的风险投资,而且还得到了美国政府以贷款形式提供的5亿美元以用于建设大型工厂。几年前,Semprius本可以轻松筹到4000万美元来提高产量,将成本降得更低。不像早期的太阳能初创公司那样把赌注放在开发生产设备上,Semprius更注重使用廉价的现有设备,其中有些设备是LED设备。利用现有LED制造设备的过剩产能很容易制造出所需的设备。
没有关键的新型生产技术,公司是不可能生存下去的,但这种技术却是极其简单。在Semprius北卡罗莱纳州的工厂里,你可在两个由玻璃密封的装置中看到这项技术,每个装置和办公用复印机差不多大不上。仔细察看,你会看到机器人手臂的一端是一个刻有图案的橡胶图章。就是这个图章使Semprius实现了高效率、低成本的太阳能发电。
这个图章由罗杰斯的实验室开发,它可以使Semprius对一种叫做聚光光伏的太阳能技术进行改进,这种技术的历史已有几十年了。做法就将透镜放在电池上方将光线聚焦到电池上,这样就可以增加太阳能电池收集的能量。现有的技术是使用400平方厘米大的透镜将光线聚焦在1厘米大的太阳能电池上,聚光率为400。
利用Semprius的印章可制造出太阳能电池阵列,所述的太阳能电池比聚光光电池中使用的电池更小更薄。为了让聚光技术起作用,需要将所述太阳能电池拿起排成阵列,与透镜阵列的透镜配对――这时就需要印章上场了。它可以一次拾起并运送数千个微小的太阳能电池,而不损坏它们,完全降低了使用微型太阳能电池的经济成本。