第二百九十三章 太阳能发电板的关键技术

‘光吸收层’的制备和镀刻，是‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’中最重要的一步。

收看直播学习技术的各国专家知道，韩元自然也知道，所以他将这一步单独留给了全新的一天，好让华国做下准备。

又是一天清晨，直播例常开启，完成洗漱和各种洁净防护工作后，韩元进入了无尘工作室。

半透明的拍摄圆球跟在他身边，清晰的记录着每一个动作和过程。

将昨天准备完善的材料取出来后，韩元拉过镜头，道：

“制备‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’，最关键的是在光吸收层上形成类似‘红珠凤蝶’翅膀一样的纳米晶格结构。”

“而镧化镓合金，是形成这种晶格结构最适合的金属离子。”

“光吸收层，从发电板的整体结构来说，是一层薄膜。”

“但实际上，这一层薄膜结构，是由缓冲层、吸收层、p电层三层复杂结构制成的。”

“第一步要做的，就是先制备镧化镓合金，然后利用制备出来的镧化镓合金制备出来离子溶液。”

“不过这一步我在前些天已经完成了，实验桌上的这瓶淡金橘色的溶液就是。”

说着，韩元将实验室桌上装在三角形透明聚酯容器中的硅酸镓镧离子溶液小心翼翼的拿起来，展示给观众看。

别看他刚刚展示出来的硅酸镓镧离子溶液只有不大的一瓶，总量可能还不到两升。

但溶液的浓度很高，属于过饱和级别的溶液。只是没有达到沉淀结晶的条件而已。

这一瓶溶液，如果用于调配的话，可以给超过十平方面积的基板进行镀层。

之所以是保存在聚酯塑料容器中，是因为硅酸镓镧离子溶液会和玻璃、单晶硅、多晶硅等硅结构的容器产生反应。

从而破坏硅酸镓镧离子溶液的纯净度。

【好漂亮的颜色，淡淡的金橙色。】

【这应该就是整套技术中最关键的东西了，话说怎么配置的？】

【这是硅酸】

【漂亮？我怎么感觉这玩意是主播憋了三天没喝水然后尿出来的？】

【？？？？？？】

【楼上你有毒吧！】

【卧了个槽，再也无法直视这东西了。】

【看起来甜甜的，是糖尿病患者的吧？】

【怕是尿毒症患者的-----】

【楼上你怎么知道糖尿病患者的尿是甜的？莫非你尝过？】

.......

虚拟屏幕上，无数的弹幕划过，一开始大家还讨论的挺正经的，但没一会画风就彻底歪了

韩元瞥了一眼弹幕，有些无语。

这讨论的都是些啥啊。

摇了摇头，没理会这群沙雕网友们，他开始一边讲解光吸收层的制备信息一边开始处理实验桌上的材料。

硅酸镓镧离子溶液的确是制备‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’中最重要的原材料。

但并不是最重要的技术。

最重要的技术是如何将硅酸镓镧离子溶液里面的镧化镓离子镀到基板上面去，并稳定的形成特殊结构的纳米晶状结构。

这一步的技术才是最重要的。

需要以离子水为溶剂，然后按照一定的比例进行调配硅酸镓镧离子溶液。

然后将制备完成基板整体浸入调配的离子溶液中。

通过导入一定电压的电流的同时进行升高温度。

离子溶液中的大分子硅酸镓镧金属离子会附着在基板上。

但这还仅仅是附着，并没有形成特殊的晶状结构。

后面还需要在不同温度以及不同的气压条件下进行退火、重镀、水浴等处理。

整体步骤异常繁琐，而且需要时刻注意反应过程中的温度、气压等外部条件。

毕竟化学反应是所有反应中最复杂，也是突变型最高的。

除此之外，在处理光吸收层的同时，还需要在中途将p电层刻蚀上去。

这一步骤才是最坑的地方。

因为刻蚀p电层是没有一个固定的时间节点的。

在处理特殊的晶状结构的时候，有些基板可能一次流程走完就已经达到了标准。

但另外还有其他的基板可能走上三次、四次甚至五六次流程都不一定能达到标准。

所以在处理的过程中，每一次流程走完后，都需要对每一块基板进行光学检查。

确认特殊的晶状结构形成后，就要将其分离开来进行下一步。

而没有形成特殊晶状结构的基板，需要进行重复处理，直到特殊晶状结构在表面形成。

需要的处理过程次数是不定的。

有些倒霉的可能处理上十来次都不一定能让特殊晶状结构形成。

虚拟屏幕上，有专家发送弹幕提问题。

让基板一直呆在离子溶液中不断重复处理可以确保特殊晶状结构形成不可以吗？

对此，韩元也只能摇头表示这种方法不可行。

因为基板上的特殊晶状结构只有在一到两层的时候，才能发挥它的最大作用效果。

所以这也是在处理时，硅酸镓镧离子溶液的浓度必须使用离子水进行稀释到一定程度的原因。

硅酸镓镧离子溶液的浓度在太高，会在基板上迅速且稳定的形成超过三层的特殊晶状结构。

会导致整块‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’的光电转换率下跌。

而且下跌的幅度很高。

每多一层，其光电转换率能下降接近百分之五左右。

这些东西，都是一个文明的科技积累。

就像爱迪生发明电灯一样，经历了数千次的材料替换，最终才找到合适的材料。

化学气相沉积比电灯材料的寻找可更加苛刻，因为气相沉积的过程中，需要控制的因素更加多。

每一个因素条件的确定，都是无数次的实验才最终定下来的。

所以即便是高一等级的文明，也无法保证说找到更加合适更加优秀的流程。

........

附着、退火、重镀、水浴等全部流程都走完两遍，第一块符合要求的基板才制备成功。

当第一块基板处理完成的时候，时间已经过去了两天多。

处理完成的基板镧化镓硅薄膜已经镀上去并经过了光学检查。

确认了里面的特殊晶状结构已经成型，剩下的就是在薄膜上面做上窗口层和保护层了。

窗口层是一层透明导电氧化物层或纳米碳材料层，拥有一定的电阻能力。

同时也是pn结的n面，起到流动电子的作用。

而保护层就不用多介绍了，起到的自然是一个对内保护的作用。

使用的材料并没有限制，五花八门的，什么都有。

唯一的要求就是具有极高的透光度。

这两层的处理，相对于光吸收层的难度来说，可以说降低了无数倍。

事实上整个‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’的核心就在于光吸收层。

而光吸收层的核心在于使用‘镧化镓硅离子溶液’形成的特殊晶格。

而镧化镓硅离子本身虽然带颜色，但在只有一到两层的情况下，颜色并不会太浓。

所以原本薄薄的一层透明基板此刻也只是带上了一丝淡淡的茶色。

如果不细致的查看的话，甚至还不一定能看得到。

从表面上看，这种透明基板和普通的太阳能发电板上的薄膜差别挺大的。

这引起了直播间里面观众的兴趣。

【这就是哪个什么镧化镓硅薄膜？怎么是这个颜色？】

【太阳能发电薄膜的颜色不都是黑色的吗？】

【颜色？哪有颜色了，这不还是透明的吗？】

【有的，不过要很仔细看才能看到一丝颜色。】

【话说颜色这么淡，真的能有效的聚集吸收太阳光吗？】

【黑色才是吸收热量最高的颜色吧。】

【真要有主播说的那么变态，这一块发电板应该就够我家用的了，一小时发个一度电应该没啥问题吧？】

【一度？你是不是太小看主播了，十度起步！上不封顶！】

.......

几乎看不到颜色的基板引起了直播间内观众的好奇心，纷纷在直播间内讨论着。

普通太阳能发电板也不是什么稀奇的东西。

但一般来说，大家见过的无论是太阳能电池也好，还是太阳能发电薄膜也好，颜色都是黑色或者深色的。

毕竟只有黑色或深色才能更有效的吸收阳光和热量。

这种仅仅带着一丝淡茶色的高透明发电板，直播间里面的所有人都还是第一次见。

就连各国专家亦是一样。

对于这种高透明的发电板有着不少的疑惑。

透明度越高，聚光性和吸收光以及吸热性越差这是肯定的。

所以第一时间各国专家想的要么是制备流程还没有走完，要么想的是那种特殊的晶状结构能起特殊的效果。

他们并没有怀疑过这种发电板的能力。

毕竟这名主播从来都没有拿这种事情开过玩笑。

......

看到这些质疑透明发电板光电转换率和光热吸收率的弹幕，韩元自信的笑了笑，解释道：

“这就是‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’和其他硅晶太阳能发电板最大的区别了。”

“普通的太阳能发电板因为要最大程度的吸收光能和热能，所以薄膜的颜色一般都是黑色和深色。”

“而‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’不同，它并不需要深色来最大化程度的吸收光热。”

“因为光吸收层里面的特殊晶状结构能取代这个效果，能更加有效的利用光能。”

“而且这种晶状结构还能将光线折射和反射到底下第二层、第三层、第四层的薄膜上去，从而提升光能的利用率。”

“从‘红珠凤蝶’翅膀上借鉴到的特殊晶状结构，才是这种太阳能发电板的技术基础。”

“好了，现在第一块太阳能发电板已经制备完善了，我说的再多，也不如实验出真知。”

........

处理好剩下的窗口层和保护层后，韩元带着这块已经制备完善的太阳能发电板来到化学实验室。

既然说好了要实验，自然要将剩下的东西也弄完。

毕竟这只是一块太阳能发电板而已，剩下的电池连接装置之类都还没弄的。

这些东西处理起来很容易，在不安装到飞行器的基础上，只需要简单的进行焊接和连接处理一下连接到一块可充电的电池就行。

不过既然是实验，那么最能体现出电流变化的，自然是各种测试电表了。

测试场地中，韩元将制备好的太阳能发电板面对着半空中的太阳按照固定好。

现在是下午四点左右，阳光没有正午那么强烈，但对于‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’来说已经足够了。

当一块电表连接到线路中时，上面的指针开始微微跳动起来。

这表明太阳能发电板已经开始进行光电转换了，只是才开始接受光照，光电转换率并不高，流经电流测试表的电流也不强而已。

‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’和普通的硅晶太阳能电池发电在这方面其实是略微有些区别的。

普通的硅晶太阳能板当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。

而‘镧化镓硅薄膜太阳能薄膜发电板’在阳光照射到发电板上的时候，需要经过特殊晶格的一个缓冲和散射，然后才能被底层吸收转换成电子经过pn层流出。

俗话说就是启动慢了一点。

不过这个慢，只是相对而言的，对于人来说，也就是两三秒种的事情而已。

在直播间里面无数观众的注视下，一秒之前都还在微微跳动的指针以一个夸张的幅度迅速跳转了接近一百五十度。

几乎直接从零刻度跳到了最末尾处。

【我勒个去，还真能发电！】

【动了，它动了！】

【厉害啊，主播，果然是第一直播间！】

【好家伙，以后主播就再也不缺电用了吧？】

【这是电流表，还是电压表啊？有没有懂行的解释一下？看不懂啊，只知道它跳动了。】

【楼上眼睛不要可以捐掉，表上面写着那么大的‘电流测试’两个字。】

【读数是15a，也就是说，穿过电流测试表的电流强度是15a。】

【那到底是高是低？】

【高低得看阻抗和电压是多少，电压的话我估计不是很强，但阻抗就不一定了，这个得问主播。】

.........