יבמ מפתחת טכנולוגיית ייצור חדשה וזולה לתאים סולאריים המייצרים אנרגיה חשמלית

הפיתוח המתבצע במעבדות המחקר של יבמ מתמקד בתהליכים, חומרים וציוד המותאמים לייצור תאים סולאריים מסוג CIGS – ראשי תיבות אנגליים של החומרים נחושת, אינדיום, גאליום סלנייד

יבמ וחברת טוקיו אוהקה קוגיו   (Tok)מיפאן משתפות פעולה בפיתוח שיטות חדשות וזולות להפקת אנרגיה סולארית בתהליכים יעילים ונוחים יותר לשימוש ולהפעלה בהשוואה לטכנולוגיות המוכרות כיום.

הפיתוח המתבצע במעבדות המחקר של יבמ מתמקד בתהליכים, חומרים וציוד המותאמים לייצור תאים סולאריים מסוג CIGS – ראשי תיבות אנגליים של החומרים נחושת, אינדיום, גאליום סלנייד.

העלויות הגבוהות של תאים סולאריים המבצעים המרה ישירה של אור השמש לחשמל, בהשוואה להפקת חשמל באמצעים אחרים, מונעות כיום את הרחבת השימוש באנרגיה סולארית.

טכנולוגיית שכבות דקות Thin Film, מתקדמת, דוגמת CIGS, נתפסת כהבטחה הגדולה של תחום האנרגיה הסולארית, ובעלת פוטנציאל גבוהה להפחית את עלויות התא הסולארי והחשמל המופק בו.

חוקרי יבמ פיתוח תהליך ייצור חדשני, ללא צורך בשימוש בריק (ואקום), המבוסס על שימוש בתמיסות מיוחדות לצורך בניית תאים סולאריים מסוג CIGS – בתהליך הדומה בכמה מעקרונותיו לתהליך הייצור של שבבי מחשב.

יעילות הפקת הזרם בתאים החדשים גבוהה במיוחד, והיא עומדת על 15% ומעלה: 15% מהאנרגיה של אור השמש הופכת בסופו של דבר לחשמל. לצורך ההשוואה, יש לציין כי היעילות הממוצעת של תאים סולאריים בטכנולוגיות קיימות נעה סביב 6-12% לכל היותר.

הטכנולוגיה של יבמ משולבת טכנולוגיות הציפוי המתקדמות של החברה היפאנית, המייצרת זה שנים ארוכות חומרי גלם לתהליכי הייצור של מוליכים למחצה ומסכי LCD.

תאים סולאריים בטכנולוגיית שכבות דקות, Thin Film בסביבת CIGS מאפשרת לבנות פנלים סולאריים דקים פי מאה בהשוואה לתאים המבוססים על פרוסות סיליקון, ולשלבם בזכוכית זולה – הכל על מנת להבטיח עלויות נמוכות מאי-פעם של תאים פוטו-וולטאיים.

יתרון נוסף של הטכנולוגיה החדשה הוא האפשרות לשלב את התאים הסולאריים המבוססים עליה גם על גבי תשתית אחורית גמישה, המותאמת למשטחים דוגמת בניינים, חלונות ניתנים להטייה ומשטחים אחרים. תהליך בניית התאים המבוסס על שימוש בתמיסה מאפשר “הדפסה” של מערך קליטת אנרגיה סולארית על גבי מודולים גמישים אותם ניתן לגלגל סביב עצמם, או על ישירות גבי משטחי זכוכית, תוך חיסול הצורך בתהליכי ייצור עתירי זמן ואנרגיה הנדרשים בשיטות הייצור המסורתיות.

מעבדות המחקר והפיתוח של יבמ עוסקות בארבעה תחומים עיקריים בעולם התאים הפוטו-וולטאיים: החוקרים בוחנים טכנולוגיות קיימות בדרך לפיתוח תאים סולאריים זולים יותר ויעילים יותר המבוססים על סילירון, מפתחים פתרונות ייצור חדשים המבוססים על שימוש בתמיסות, בוחנים תאים המבצעים תהליך ריכוז של אור השמש לצורך העלאת תפוקת האנרגיה מכל יחידת שטח נתונה, וחוקרים את האפרויות הנפתחות בזכות זמינותן של טכנולוגיות ייצור חדשות המבוססות על ננו-טכנולוגיה, דוגמת הטבעת נקודות בדיוק קוונטי במוליכים למחצה, וננו-חיווט של קווי הולכת זרם מיקרוסקופיים, ברמת השבב.