中國制造商(及其政府)降低太陽能光伏成本的成績遠(yuǎn)近聞名，不依靠朱的SunShot計(jì)劃來降低太陽能成本。但是1美元/瓦的水平便成為美國研究實(shí)驗(yàn)室所推出技術(shù)努力追趕的目標(biāo)。
朱棣文說：“SunShot孵化器計(jì)劃培養(yǎng)了創(chuàng)新型小企業(yè)，從而使技術(shù)進(jìn)步快速進(jìn)入市場(chǎng)，為美國能源的發(fā)展開辟新紀(jì)元。”
這位美國最知名的物理學(xué)家和他的總統(tǒng)都拒絕放棄希望，美國仍在不斷努力中。奧巴馬在今年的國情咨文中直指來自中國的競(jìng)爭(zhēng)，重申了今年他在參觀內(nèi)華達(dá)州Boulder市美國最大的光伏電站Copper Mountain項(xiàng)目時(shí)表達(dá)的積極立場(chǎng)。
在被內(nèi)華達(dá)沙漠烤熱的閃閃發(fā)光的光伏面板背景前，美國總統(tǒng)奧巴馬說：“我們?cè)谪瀼匚覀兊馁Q(mào)易法，從而確保像中國這樣的國家無法賦予他們的太陽能光伏企業(yè)比我們更多的優(yōu)勢(shì)… 我們要確保我們才是銷售技術(shù)和專業(yè)知識(shí)的人，確保他們獲得所需能源。”
“‘我們’邁出了通往公平競(jìng)爭(zhēng)的第一步，因?yàn)槲业膽B(tài)度是，只有公平競(jìng)爭(zhēng)，美國工人和美國企業(yè)才能勝利。這也是為什么我們要確保我們的法律正常實(shí)施。”
日前，美國商務(wù)部宣布施加31%的反傾銷稅，奧巴馬的言辭與美國太陽能光伏行業(yè)比想象中更高的上網(wǎng)電價(jià)遙相輝映。
這樣的政策想法通常是中國的指揮和控制管理風(fēng)格。
但是商務(wù)部的決定有助于確保能源部的投資不會(huì)幾十億的浪費(fèi)在1075太陽能光伏貸款項(xiàng)目上，以及數(shù)百萬的花費(fèi)在SunShot計(jì)劃和Arpa-E Adept項(xiàng)目上。
朱棣文的SunShot孵化器項(xiàng)目正在試圖在實(shí)驗(yàn)室培育創(chuàng)新的種子，最終在市場(chǎng)生根發(fā)芽。上個(gè)月，他宣布在2007年投資6000萬美元的基礎(chǔ)上進(jìn)一步投資1200萬美元，“加速太陽能光伏創(chuàng)新從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的過程。”
2009年，朱的46能源前沿研究中心(46 Energy Frontier Research Centres，EFRC)下屬的能源部項(xiàng)目每年投資200-500萬美元以促進(jìn)大學(xué)、國家和私營企業(yè)實(shí)驗(yàn)室的合作來開發(fā)“美國新能源經(jīng)濟(jì)的科學(xué)基礎(chǔ)。”
在Pasadena的加州理工學(xué)院(California Institute of Technology)在能源轉(zhuǎn)換前沿研究中心(Energy Conversion Energy Frontier Research Centre，LMI-EFRC)成立了光材料相互作用研究組，重點(diǎn)關(guān)注于太陽能光伏轉(zhuǎn)換的新工藝。
LMI-EFRC由加州理工學(xué)院的物理學(xué)教授Harry Atwater領(lǐng)導(dǎo)，他在2007年和風(fēng)投公司Kleiner Perkins Caufield & Byers等建立了Alta砷化鎵太陽能光伏啟動(dòng)裝置。2月份，國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(National Renewable Energy Laboratory(NREL)確認(rèn)Alta裝置太陽能光伏面板轉(zhuǎn)換率為23.5%。
加州理工學(xué)院還和伊力諾依大學(xué)(University of Illinois)以及Lawrence Berkeley國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL)合作以解決光伏材料的挑戰(zhàn)，如有缺陷的硅片不匹配。
LMI-EFRC正在研究一個(gè)潛在的解決方案，如何從平面轉(zhuǎn)成3D結(jié)構(gòu)，如硅線陣列太陽能光伏電池。
Bryce Sadtler博士是在加州理工學(xué)院研究從硅片到導(dǎo)線轉(zhuǎn)換的研究員之一。他說：“我們?cè)诩又堇砉W(xué)院的大部分研究工作是涉及太陽能光伏電池材料微尺度結(jié)構(gòu)，以便改變他們與光的互動(dòng)方式。”
“太陽能光伏電池的半導(dǎo)體部件吸收光并由高拋光的硅產(chǎn)生電荷，在硅的表面有抗反射的涂層，其質(zhì)地粗糙能防止入射光被反射。我們要進(jìn)行下一步驟做出光吸收積極的3D結(jié)構(gòu)的材料”
“一個(gè)很好的例子是，3D結(jié)構(gòu)如何能改變光線流看到蝴蝶是翅膀和孔雀的羽毛。彩虹的產(chǎn)生是因?yàn)楹岚虻慕Y(jié)構(gòu)達(dá)到1微米。”
“因此，設(shè)計(jì)微尺度的3D結(jié)構(gòu)材料，可以控制光，有可能顯著提高材料吸收光線的能力。”
Sadlter說他的研究團(tuán)隊(duì)尚未證明提高了效率。但是在硅片制造過程中浪費(fèi)的硅可以用于“生成”這些硅柱，大大降低了成本。
他說：“一個(gè)微硅線嵌入聚合物薄膜的陣列，只有傳統(tǒng)平面硅太陽能光伏面板1/100的硅，但是吸收相同數(shù)量的光。”
導(dǎo)線周圍的聚合物也使電池柔性相反于多晶硅玻璃那樣脆。
每根導(dǎo)線都是50-100微米的單晶硅制成，直徑2-3微米。他說，長度為了吸收光線已經(jīng)被優(yōu)化了，直徑優(yōu)化為了電荷和入射光，特別是太陽在天空中的時(shí)候，這是由氧化鋁撲捉的化合物。
“問題之一是現(xiàn)有的許多太陽能光伏電池的薄膜材料，例如無定形硅，材料質(zhì)量低所以電荷經(jīng)常在收集前就消散了。3D結(jié)構(gòu)能幫助收集電荷，使電荷在收集發(fā)電前只運(yùn)行很短的距離。”
“許多我們使用的傳統(tǒng)太陽能光伏電池材料，比如硅和砷化鎵，使3D結(jié)構(gòu)開辟了使用非傳統(tǒng)材料如氧化銅和硫化鐵來制造太陽能光伏電池的可能。”
奧巴馬和朱棣文沒有秘密，他們希望看到美國的團(tuán)隊(duì)再次領(lǐng)跑太陽能光伏-特別是投資和創(chuàng)新。
奧巴馬在內(nèi)華達(dá)說“有時(shí)，你需要一個(gè)契機(jī)讓它發(fā)生。這是我們?cè)?jīng)有過的真正的創(chuàng)新。我們知道有些發(fā)現(xiàn)不會(huì)成功。但是有錄像和數(shù)據(jù)…還有所有的成員。 ”
現(xiàn)在游戲的規(guī)則在比賽的中途改變了，重點(diǎn)關(guān)注回歸到美國太陽能科學(xué)家研究創(chuàng)新降低成本提高效率上了。
