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美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)已經(jīng)研發(fā)一款自動(dòng)機(jī)器人，可加工薄膜 太陽(yáng)能電池，并且可分析電池的性能以及測(cè)試電池的缺陷。該成果把工業(yè)效率和實(shí)驗(yàn)室的高精度結(jié)合了起來(lái)用于生產(chǎn)高效太陽(yáng)能電池。

NREL研發(fā)的機(jī)器人可加工薄膜太陽(yáng)能電池，并且可以檢測(cè)電池存在的缺陷。

該系統(tǒng)的核心部分是一個(gè)中央傳遞機(jī)器人，可把金屬板送入一個(gè)完全密封的真空加工室內(nèi)，然后在其表面沉積納米薄層化學(xué)物質(zhì)，加工成半導(dǎo)體。半導(dǎo)體完成后，機(jī)器人可分析其中的技術(shù)故障，測(cè)量光的吸收，然后準(zhǔn)備下一批次的6張金屬板。

這種機(jī)器人只需大約35分鐘就可在6平方英寸的玻璃板、塑料板或者金屬面上加工出硅半導(dǎo)體。
美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的科學(xué)家Ingrid Repins表示：“在過(guò)去，我們需要進(jìn)入一個(gè)…二個(gè)…三個(gè)…四個(gè)…五個(gè)實(shí)驗(yàn)室才能完成相同的步驟。”

NREL計(jì)劃在其過(guò)程開發(fā)和集成實(shí)驗(yàn)室加工5個(gè)這樣的機(jī)器人。其中兩個(gè)機(jī)器人將使用銅銦鎵硒(C.I.G.S.)或者碲化鎘(CdTe)加工薄膜太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體，而其余的機(jī)器人將被用于硅半導(dǎo)體。
該系統(tǒng)的其余部分將提供操作平臺(tái)，以在多種材料表面沉積光伏材料。該系統(tǒng)還將為材料和裝置的測(cè)試提供工具。

據(jù)說(shuō)， C.I.G.S.和CdTe電池板的制造和安裝費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硅太陽(yáng)能電池板。有關(guān)公司和研究人員正在對(duì)這兩種技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行改進(jìn)。

薄膜光伏電池的生產(chǎn)需要在基底材料上沉積一層或者多層光伏材料，沉積過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷將影響到電池的整體轉(zhuǎn)化效率以及耐用性。

這種設(shè)備可以用于對(duì)太陽(yáng)能電池板使用的材料進(jìn)行基本的研究和開發(fā)，由此能夠讓研究人員對(duì)加工過(guò)程中不同階段存在的缺陷和雜質(zhì)的影響進(jìn)行研究。

NREL的資深科學(xué)家Miguel Contreras表示：“這種系統(tǒng)能夠讓我們作之前不能做的事情，并且有助于我們更好的理解是什么原因限制了電池效率，以及如何提高工業(yè)生產(chǎn)效率。”

NREL已經(jīng)使用這兩種技術(shù)研發(fā)出太陽(yáng)能電池。該實(shí)驗(yàn)室擁有這兩種技術(shù)的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率的世界紀(jì)錄。在2005年該實(shí)驗(yàn)室使用C.I.G.S.制成的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率為19.9％，在2001年該實(shí)驗(yàn)室使用CdTe制成的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率為16.5％。

然而，實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)化效率都是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的。該實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃使用自動(dòng)機(jī)器人來(lái)改善加工方法，從而把這些改善后的方法應(yīng)用到商業(yè)性太陽(yáng)能電池板的生產(chǎn)中。

Repins女士預(yù)計(jì)在未來(lái)數(shù)年里公司總共生產(chǎn)一公里長(zhǎng)的薄膜太陽(yáng)能電池，同時(shí)保證電池有16％的理想轉(zhuǎn)化效率，并降低原材料、制造和安裝成本。

薄膜太陽(yáng)能電池正在迅速占領(lǐng)晶體硅太陽(yáng)能電池板的市場(chǎng)。市場(chǎng)研究公司ISuppli Corporation的報(bào)告稱，到2013年就裝機(jī)容量來(lái)講，薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)在全球太陽(yáng)能電池板市場(chǎng)的份額將從2008年的14％增加到30％。