Das Fachwissen von Potomac Photonics in der Lasermikrobearbeitung zerbrechlicher Materialien hilft dem NIST, neue Solarzellen zu testen, um die Herstellungsstandards der Solarenergieindustrie zu gewährleisten.
Solarenergie ist die am schnellsten wachsende Energiequelle in den Vereinigten Staaten, und die installierte Gesamtbasis wächst exponentiell. Mit dem explosionsartigen Wachstum steigt auch der Bedarf an besseren Photovoltaikzellen, um die Nachfrage zu befriedigen. Schlecht funktionierende Produkte sind der Todesstoß für jede neue Branche, denn neue Kunden werden nicht bleiben, wenn die versprochenen Ergebnisse nicht erreicht werden.
Um die Leistung von Solarzellen zu gewährleisten, führt das National Institute of Standards and Technology [NIST] Tests zur Charakterisierung und Messung von photovoltaischen Geräten durch. Als nicht-regulatorischer Teil des Handelsministeriums der Vereinigten Staaten hat das NIST die Aufgabe, die Innovation und industrielle Wettbewerbsfähigkeit der USA durch die Förderung von Messwissenschaft, Standards und Technologie zu fördern. Eine Reihe von Programmen garantiert die Qualität von Teilen und Materialien, um den Erfolg amerikanischer Hersteller zu sichern, was hoffentlich zu einer robusten Wirtschaft führt. Insbesondere unterstützt das NIST das National Renewable Energy Lab des Energieministeriums, da das NIST über grundlegendere Daten verfügt und eine proaktive Rolle bei der Festlegung von Standards übernehmen kann.
In der Gruppe für Wärmeübertragung und alternative Energiesysteme des NIST in Gaithersburg, MD, entwickelt der Forscher Behrang Hamadani Instrumente zur Messung der elektrischen Leistung von Solarzellen mit Schwerpunkt auf der Messtechnik. "Die Effizienz der Energieumwandlung und die Leistung der PV-Paneele, insbesondere derjenigen, die im Ausland gebaut werden, geben Anlass zu großer Sorge", erklärt Behrang. "Daher müssen wir die Spezifikationen überprüfen, und manchmal brauchen die Hersteller eine hochkalibrierte Referenz, mit der sie ein neues Produkt vergleichen können. So geben wir der Industrie das Vertrauen in ihre eigenen Materialien".
Behrang hat kürzlich an einer speziellen Solarzelle auf einem einzelnen Siliziumwafer gearbeitet, die nicht verpackt war. Da es einfacher ist, eine kleinere Fläche unter Simulationsbedingungen zu charakterisieren, sind 2-cm-Zellen die Standard-Referenzzellengröße. Da er den Wafer in kleinere Stücke schneiden musste, fand Behrang Potomac Photonics, die zufällig in Baltimore, etwas nördlich des NIST-Hauptquartiers, ansässig sind.
Aber abgesehen von der Nähe war Behrang an der richtigen Stelle. Der Wafer war nur 160 Mikrometer dick und damit ziemlich zerbrechlich, und das firmeneigene Material war anfällig für Risse, die den gesamten Wafer aufgrund der Belastung der gesamten Fläche unbrauchbar machen würden. Behrang kommentierte, dass das Zerteilen eines Wafers "einfach klingt, aber da es sich um ein neues Material handelt, war die Lasermikrobearbeitung des Wafers ohne Risse ein großes Problem für uns."
"Die Arbeit mit empfindlichen Materialien wie dünnen Siliziumwafern oder Glas ist eine Spezialität von Potomac", fügt Mike Adelstein, Präsident und CEO von Potomac, hinzu. "Potomac hat Bearbeitungsverfahren und Teilehandhabung entwickelt, die unseren Kunden die gewünschten Ergebnisse liefern, ohne das Substrat zu beschädigen.
Potomac war begeistert, an diesem spannenden Projekt mit dem NIST zu arbeiten. Wir hoffen, dass unser Laserschneiden von Siliziumwafern der Welt helfen kann, alternative Energiequellen auszubauen, um die Umwelt für kommende Generationen gesünder zu machen.
