Wydajne i opłacalne przekształcanie energii słonecznej
Moduły fotoogniwa (PV) przekształcające energię Słońca w elektryczność stanowią obiecującą zrównoważoną alternatywę dla wykorzystania paliw kopalnych. Ograniczenie ich kosztów przy zapewnieniu odpowiedniej wydajności przekształcania energii będzie stanowiło zachętę dla jeszcze szerszego przyjęcia technologii ogniw słonecznych. Tak zwana technologia podniesienia cienkowarstwowego dla krzemu krystalicznego (c-Si) stanowi obietnicę rozwiązania kwestii ceny i wydajności. Kwestie związane z obsługą ograniczyły wydajność, zwiększając tym samym stosunek ceny do uzyskiwanej mocy szczytowej (Wp). Finansowany ze środków UE projekt R2M-SI ("Roll to module processed crystalline silicon thin-films for higher than 20 % efficient modules") stwarza obietnicę produkcji cienkich warstw w niemal bezobsługowym procesie, eliminując tym samym obecne ograniczenia. W procesie R2M-SI bardzo cienka warstwa folii c-Si jest podnoszona z obwodowej powierzchni monokrystalicznego bloku krzemu i umieszczana w kąpieli trawienia elektrochemicznego. Folia ta jest łączona z podłożem o wysokotemperaturowej stabilności za pośrednictwem odpowiedniego kleju. Po oddzieleniu i połączeniu folia Si nie wymaga już żadnej obsługi. Jest ona wystawiona na miejscu na epitaksjalne zagęszczanie i zastosowanie aktywnej warstwy solarnej (emiter) z wykorzystaniem osadu oparów chemicznych (CVD). Naukowcy wyprodukowali spiekane substraty krzemu wytworzone z niedrogiego proszku krzemowego i rozpowszechnili je wśród partnerów. Wolnostojące i połowicznie połączone, spiekane warstwy krzemu zostały wyprodukowane w celu przeprowadzenia eksperymentów dotyczących łączenia i epitaksji. Określono również i przebadano kilka wysokotemperaturowych klejów. W końcu naukowcy opracowali narzędzie do trawienia ciągłego, które dało satysfakcjonujące wstępne wyniki trawienia. Kolejnym krokiem było opracowanie procesów dla epitaksjalnego osadzania aktywnych powłok ogniw słonecznych. Udało się opracować wszystkie elementy dostawy i osiągnąć kamienie milowe, co doprowadziło do opracowania wysokowydajnego narzędzia do ciągłego osadzania oparów chemicznych (ConCVD). Naukowcy badają przetwarzanie ogniwa słonecznego i modułu, łącząc prace eksperymentalne z modelowaniem i symulacją. Przetestowano i zoptymalizowano pierwsze kroki procesu, co doprowadziło do stworzenia prototypu minimodułu. Zakłada się, że projekt R2M-SI dostarczy koncepcji przetwarzania i produkcji wysokowydajnych, cienkowarstwowych modułów fotoogniw c-Si z wykorzystaniem techniki podnoszenia. Zwiększenie opłacalności fotoogniw w procesie zużywającym znacząco mniej krzemu przezwycięży jedną z obecnych barier dla szerszego rynkowego wykorzystania technologii fotoogniw.