变废为宝——半导体粉尘生产光伏及LED面板

晓说

生产太阳能光伏电池需要什么?从目前的技术来说，高纯度的硅材料以及类似于集成电路制造的精密工艺必不可少，这样才能在硅晶片上生产出二极管阵列。这些加工过程费用昂贵，而且需要以大量的硅作为基体材料。

现在，一个名为Versatilis LLC的公司研发出了一套纳米颗粒的组装和制造工艺，这家公司可以将微米级半导体颗粒加工成单分子层的二极管阵列，貌似有点高端。这些二极管根据加工的材料颗粒，可生产出不同的产品：若用的是硅，这个单分子薄层会成为光伏阵列；若用的是半导体化合物，例如GaN，薄层则变成了发光二极管。关于半导体粉末转化成太阳能光伏电池或LED灯的生产工艺，Versatilis LLC公司已向美国专利局申请了一项专利（第8859310号，“利用半导体颗粒单分子层及相关设备制造光电设备的技术”）。

这项技术的研发目的并不能提高光伏电池或LED灯的效率，而是利用现有硅芯片生产过程中的硅颗粒、粉末、细粉等半导体“垃圾”来降低光伏电池或LED的生产成本，这样意味着生产单位面积的光伏电池需要更少的硅基体材料了。Versatilis公司宣称，1kg的单晶CIGS颗粒可以生产出超过300m2的微型太阳能电池。除此之外，这项技术还能提高光伏和LED面板的柔韧性。

Versatilis公司已经在电子电路印刷领域上做了大量研究，并稍有成效的推广了有机半导体墨水的应用—通过简单的打印技术使有机半导体墨水在柔性表面上形成薄膜晶体管。通过电子打印技术，有机半导体材料非常适合发展柔性电子系统。

借此，半导体粉尘组装成二极管单层的成果也会促成硅或其他半导体复合材料的柔性电子元件的产生。

Versatilis公司的首席技术官Ajay Jain引文称：“Versatilis证明了可以利用渗透网式嵌入导电颗粒技术形成大量的薄膜晶体管。”

所有这些研究都旨在研发更简单、更廉价的电子设备生产工艺，其中有一些技术甚至在室温状态下即可完成，同时还可变“废”为宝，这或许开启了柔性电子时代。