第二百九十三章：太陽能發電板的關鍵技術
『光吸收層』的製備和鍍刻，是『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』中最重要的一步。
收看直播學習技術的各國專家知道，韓元自然也知道，所以他將這一步單獨留給了全新的一天，好讓華國做下準備。
又是一天清晨，直播例常開啟，完成洗漱和各種潔淨防護工作後，韓元進入了無塵工作室。
半透明的拍攝圓球跟在他身邊，清晰的記錄著每一個動作和過程。
將昨天準備完善的材料取出來後，韓元拉過鏡頭，道：
「製備『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』，最關鍵的是在光吸收層上形成類似『紅珠鳳蝶』翅膀一樣的納米晶格結構。」
「而鑭化鎵合金，是形成這種晶格結構最適合的金屬離子。」
「光吸收層，從發電板的整體結構來說，是一層薄膜。」
「但實際上，這一層薄膜結構，是由緩衝層、吸收層、P電層三層複雜結構製成的。」
「第一步要做的，就是先製備鑭化鎵合金，然後利用製備出來的鑭化鎵合金製備出來離子溶液。」
「不過這一步我在前些天已經完成了，實驗桌上的這瓶淡金橘色的溶液就是。」
說著，韓元將實驗室桌上裝在三角形透明聚酯容器中的矽酸鎵鑭離子溶液小心翼翼的拿起來，展示給觀眾看。
別看他剛剛展示出來的矽酸鎵鑭離子溶液只有不大的一瓶，總量可能還不到兩升。
但溶液的濃度很高，屬於過飽和級別的溶液。只是沒有達到沉澱結晶的條件而已。
這一瓶溶液，如果用於調配的話，可以給超過十平方面積的基板進行鍍層。
之所以是保存在聚酯塑料容器中，是因為矽酸鎵鑭離子溶液會和玻璃、單晶矽、多晶矽等矽結構的容器產生反應。
從而破壞矽酸鎵鑭離子溶液的純淨度。
【好漂亮的顏色，淡淡的金橙色。】
【這應該就是整套技術中最關鍵的東西了，話說怎麼配置的？】
【這是矽酸】
【漂亮？我怎麼感覺這玩意是主播憋了三天沒喝水然後尿出來的？】
【？？？？？？】
【樓上你有毒吧！】
【臥了個槽，再也無法直視這東西了。】
【看起來甜甜的，是糖尿病患者的吧？】
【怕是尿毒症患者的——】
【樓上你怎麼知道糖尿病患者的尿是甜的？莫非你嘗過？】
虛擬屏幕上，無數的彈幕划過，一開始大家還討論的挺正經的，但沒一會畫風就徹底歪了
韓元瞥了一眼彈幕，有些無語。
這討論的都是些啥啊。
搖了搖頭，沒理會這群沙雕網友們，他開始一邊講解光吸收層的製備信息一邊開始處理實驗桌上的材料。
矽酸鎵鑭離子溶液的確是製備『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』中最重要的原材料。
但並不是最重要的技術。
最重要的技術是如何將矽酸鎵鑭離子溶液裡面的鑭化鎵離子鍍到基板上面去，並穩定的形成特殊結構的納米晶狀結構。
這一步的技術才是最重要的。
需要以離子水為溶劑，然後按照一定的比例進行調配矽酸鎵鑭離子溶液。
然後將製備完成基板整體浸入調配的離子溶液中。
通過導入一定電壓的電流的同時進行升高溫度。
離子溶液中的大分子矽酸鎵鑭金屬離子會附著在基板上。
但這還僅僅是附著，並沒有形成特殊的晶狀結構。
後面還需要在不同溫度以及不同的氣壓條件下進行退火、重鍍、水浴等處理。
整體步驟異常繁瑣，而且需要時刻注意反應過程中的溫度、氣壓等外部條件。
畢竟化學反應是所有反應中最複雜，也是突變型最高的。
除此之外，在處理光吸收層的同時，還需要在中途將P電層刻蝕上去。
這一步驟才是最坑的地方。
因為刻蝕P電層是沒有一個固定的時間節點的。
在處理特殊的晶狀結構的時候，有些基板可能一次流程走完就已經達到了標準。
但另外還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達到標準。
所以在處理的過程中，每一次流程走完後，都需要對每一塊基板進行光學檢查。
確認特殊的晶狀結構形成後，就要將其分離開來進行下一步。
而沒有形成特殊晶狀結構的基板，需要進行重複處理，直到特殊晶狀結構在表面形成。
需要的處理過程次數是不定的。
有些倒霉的可能處理上十來次都不一定能讓特殊晶狀結構形成。
虛擬屏幕上，有專家發送彈幕提問題。
讓基板一直呆在離子溶液中不斷重複處理可以確保特殊晶狀結構形成不可以嗎？
對此，韓元也只能搖頭表示這種方法不可行。
因為基板上的特殊晶狀結構只有在一到兩層的時候，才能發揮它的最大作用效果。
所以這也是在處理時，矽酸鎵鑭離子溶液的濃度必須使用離子水進行稀釋到一定程度的原因。
矽酸鎵鑭離子溶液的濃度在太高，會在基板上迅速且穩定的形成超過三層的特殊晶狀結構。
會導致整塊『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』的光電轉換率下跌。
而且下跌的幅度很高。
每多一層，其光電轉換率能下降接近百分之五左右。
這些東西，都是一個文明的科技積累。
就像愛迪生發明電燈一樣，經歷了數千次的材料替換，最終才找到合適的材料。
化學氣相沉積比電燈材料的尋找可更加苛刻，因為氣相沉積的過程中，需要控制的因素更加多。
每一個因素條件的確定，都是無數次的實驗才最終定下來的。
所以即便是高一等級的文明，也無法保證說找到更加合適更加優秀的流程
附著、退火、重鍍、水浴等全部流程都走完兩遍，第一塊符合要求的基板才製備成功。
當第一塊基板處理完成的時候，時間已經過去了兩天多。
處理完成的基板鑭化鎵矽薄膜已經鍍上去並經過了光學檢查。
確認了裡面的特殊晶狀結構已經成型，剩下的就是在薄膜上面做上窗口層和保護層了。
窗口層是一層透明導電氧化物層或納米碳材料層，擁有一定的電阻能力。
同時也是PN結的N面，起到流動電子的作用。
而保護層就不用多介紹了，起到的自然是一個對內保護的作用。
使用的材料並沒有限制，五花八門的，什麼都有。
唯一的要求就是具有極高的透光度。
這兩層的處理，相對於光吸收層的難度來說，可以說降低了無數倍。
事實上整個『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』的核心就在於光吸收層。
而光吸收層的核心在於使用『鑭化鎵矽離子溶液』形成的特殊晶格。
而鑭化鎵矽離子本身雖然帶顏色，但在只有一到兩層的情況下，顏色並不會太濃。
所以原本薄薄的一層透明基板此刻也只是帶上了一絲淡淡的茶色。
如果不細緻的查看的話，甚至還不一定能看得到。
從表面上看，這種透明基板和普通的太陽能發電板上的薄膜差別挺大的。
這引起了直播間裡面觀眾的興趣。
【這就是哪個什麼鑭化鎵矽薄膜？怎麼是這個顏色？】
【太陽能發電薄膜的顏色不都是黑色的嗎？】
【顏色？哪有顏色了，這不還是透明的嗎？】
【有的，不過要很仔細看才能看到一絲顏色。】
【話說顏色這麼淡，真的能有效的聚集吸收太陽光嗎？】
【黑色才是吸收熱量最高的顏色吧。】
【真要有主播說的那麼變態，這一塊發電板應該就夠我家用的了，一小時發個一度電應該沒啥問題吧？】
【一度？你是不是太小看主播了，十度起步！上不封頂！】
幾乎看不到顏色的基板引起了直播間內觀眾的好奇心，紛紛在直播間內討論著。
普通太陽能發電板也不是什麼稀奇的東西。
但一般來說，大家見過的無論是太陽能電池也好，還是太陽能發電薄膜也好，顏色都是黑色或者深色的。
畢竟只有黑色或深色才能更有效的吸收陽光和熱量。
這種僅僅帶著一絲淡茶色的高透明發電板，直播間裡面的所有人都還是第一次見。
就連各國專家亦是一樣。
對於這種高透明的發電板有著不少的疑惑。
透明度越高，聚光性和吸收光以及吸熱性越差這是肯定的。
所以第一時間各國專家想的要麼是製備流程還沒有走完，要麼想的是那種特殊的晶狀結構能起特殊的效果。
他們並沒有懷疑過這種發電板的能力。
畢竟這名主播從來都沒有拿這種事情開過玩笑
看到這些質疑透明發電板光電轉換率和光熱吸收率的彈幕，韓元自信的笑了笑，解釋道：
「這就是『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』和其他矽晶太陽能發電板最大的區別了。」
「普通的太陽能發電板因為要最大程度的吸收光能和熱能，所以薄膜的顏色一般都是黑色和深色。」
「而『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』不同，它並不需要深色來最大化程度的吸收光熱。」
「因為光吸收層裡面的特殊晶狀結構能取代這個效果，能更加有效的利用光能。」
「而且這種晶狀結構還能將光線折射和反射到底下第二層、第三層、第四層的薄膜上去，從而提升光能的利用率。」
「從『紅珠鳳蝶』翅膀上借鑑到的特殊晶狀結構，才是這種太陽能發電板的技術基礎。」
「好了，現在第一塊太陽能發電板已經製備完善了，我說的再多，也不如實驗出真知。」
處理好剩下的窗口層和保護層後，韓元帶著這塊已經製備完善的太陽能發電板來到化學實驗室。
既然說好了要實驗，自然要將剩下的東西也弄完。
畢竟這只是一塊太陽能發電板而已，剩下的電池連接裝置之類都還沒弄的。
這些東西處理起來很容易，在不安裝到飛行器的基礎上，只需要簡單的進行焊接和連接處理一下連接到一塊可充電的電池就行。
不過既然是實驗，那麼最能體現出電流變化的，自然是各種測試電錶了。
測試場地中，韓元將製備好的太陽能發電板面對著半空中的太陽按照固定好。
現在是下午四點左右，陽光沒有正午那麼強烈，但對於『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』來說已經足夠了。
當一塊電錶連接到線路中時，上面的指針開始微微跳動起來。
這表明太陽能發電板已經開始進行光電轉換了，只是才開始接受光照，光電轉換率並不高，流經電流測試表的電流也不強而已。
『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』和普通的矽晶太陽能電池發電在這方面其實是略微有些區別的。
普通的矽晶太陽能板當太陽光照到光電二極體上時，光電二極體就會把太陽的光能變成電能，產生電流。
而『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』在陽光照射到發電板上的時候，需要經過特殊晶格的一個緩衝和散射，然後才能被底層吸收轉換成電子經過PN層流出。
俗話說就是啟動慢了一點。
不過這個慢，只是相對而言的，對於人來說，也就是兩三秒種的事情而已。
在直播間裡面無數觀眾的注視下，一秒之前都還在微微跳動的指針以一個誇張的幅度迅速跳轉了接近一百五十度。
幾乎直接從零刻度跳到了最末尾處。
【我勒個去，還真能發電！】
【動了，它動了！】
【厲害啊，主播，果然是第一直播間！】
【好傢夥，以後主播就再也不缺電用了吧？】
【這是電流表，還是電壓表啊？有沒有懂行的解釋一下？看不懂啊，只知道它跳動了。】
【樓上眼睛不要可以捐掉，表上面寫著那麼大的『電流測試』兩個字。】
【讀數是15A，也就是說，穿過電流測試表的電流強度是15A。】
【那到底是高是低？】
【高低得看阻抗和電壓是多少，電壓的話我估計不是很強，但阻抗就不一定了，這個得問主播。】
收看直播學習技術的各國專家知道，韓元自然也知道，所以他將這一步單獨留給了全新的一天，好讓華國做下準備。
又是一天清晨，直播例常開啟，完成洗漱和各種潔淨防護工作後，韓元進入了無塵工作室。
半透明的拍攝圓球跟在他身邊，清晰的記錄著每一個動作和過程。
將昨天準備完善的材料取出來後，韓元拉過鏡頭，道：
「製備『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』，最關鍵的是在光吸收層上形成類似『紅珠鳳蝶』翅膀一樣的納米晶格結構。」
「而鑭化鎵合金，是形成這種晶格結構最適合的金屬離子。」
「光吸收層，從發電板的整體結構來說，是一層薄膜。」
「但實際上，這一層薄膜結構，是由緩衝層、吸收層、P電層三層複雜結構製成的。」
「第一步要做的，就是先製備鑭化鎵合金，然後利用製備出來的鑭化鎵合金製備出來離子溶液。」
「不過這一步我在前些天已經完成了，實驗桌上的這瓶淡金橘色的溶液就是。」
說著，韓元將實驗室桌上裝在三角形透明聚酯容器中的矽酸鎵鑭離子溶液小心翼翼的拿起來，展示給觀眾看。
別看他剛剛展示出來的矽酸鎵鑭離子溶液只有不大的一瓶，總量可能還不到兩升。
但溶液的濃度很高，屬於過飽和級別的溶液。只是沒有達到沉澱結晶的條件而已。
這一瓶溶液，如果用於調配的話，可以給超過十平方面積的基板進行鍍層。
之所以是保存在聚酯塑料容器中，是因為矽酸鎵鑭離子溶液會和玻璃、單晶矽、多晶矽等矽結構的容器產生反應。
從而破壞矽酸鎵鑭離子溶液的純淨度。
【好漂亮的顏色，淡淡的金橙色。】
【這應該就是整套技術中最關鍵的東西了，話說怎麼配置的？】
【這是矽酸】
【漂亮？我怎麼感覺這玩意是主播憋了三天沒喝水然後尿出來的？】
【？？？？？？】
【樓上你有毒吧！】
【臥了個槽，再也無法直視這東西了。】
【看起來甜甜的，是糖尿病患者的吧？】
【怕是尿毒症患者的——】
【樓上你怎麼知道糖尿病患者的尿是甜的？莫非你嘗過？】
虛擬屏幕上，無數的彈幕划過，一開始大家還討論的挺正經的，但沒一會畫風就徹底歪了
韓元瞥了一眼彈幕，有些無語。
這討論的都是些啥啊。
搖了搖頭，沒理會這群沙雕網友們，他開始一邊講解光吸收層的製備信息一邊開始處理實驗桌上的材料。
矽酸鎵鑭離子溶液的確是製備『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』中最重要的原材料。
但並不是最重要的技術。
最重要的技術是如何將矽酸鎵鑭離子溶液裡面的鑭化鎵離子鍍到基板上面去，並穩定的形成特殊結構的納米晶狀結構。
這一步的技術才是最重要的。
需要以離子水為溶劑，然後按照一定的比例進行調配矽酸鎵鑭離子溶液。
然後將製備完成基板整體浸入調配的離子溶液中。
通過導入一定電壓的電流的同時進行升高溫度。
離子溶液中的大分子矽酸鎵鑭金屬離子會附著在基板上。
但這還僅僅是附著，並沒有形成特殊的晶狀結構。
後面還需要在不同溫度以及不同的氣壓條件下進行退火、重鍍、水浴等處理。
整體步驟異常繁瑣，而且需要時刻注意反應過程中的溫度、氣壓等外部條件。
畢竟化學反應是所有反應中最複雜，也是突變型最高的。
除此之外，在處理光吸收層的同時，還需要在中途將P電層刻蝕上去。
這一步驟才是最坑的地方。
因為刻蝕P電層是沒有一個固定的時間節點的。
在處理特殊的晶狀結構的時候，有些基板可能一次流程走完就已經達到了標準。
但另外還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達到標準。
所以在處理的過程中，每一次流程走完後，都需要對每一塊基板進行光學檢查。
確認特殊的晶狀結構形成後，就要將其分離開來進行下一步。
而沒有形成特殊晶狀結構的基板，需要進行重複處理，直到特殊晶狀結構在表面形成。
需要的處理過程次數是不定的。
有些倒霉的可能處理上十來次都不一定能讓特殊晶狀結構形成。
虛擬屏幕上，有專家發送彈幕提問題。
讓基板一直呆在離子溶液中不斷重複處理可以確保特殊晶狀結構形成不可以嗎？
對此，韓元也只能搖頭表示這種方法不可行。
因為基板上的特殊晶狀結構只有在一到兩層的時候，才能發揮它的最大作用效果。
所以這也是在處理時，矽酸鎵鑭離子溶液的濃度必須使用離子水進行稀釋到一定程度的原因。
矽酸鎵鑭離子溶液的濃度在太高，會在基板上迅速且穩定的形成超過三層的特殊晶狀結構。
會導致整塊『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』的光電轉換率下跌。
而且下跌的幅度很高。
每多一層，其光電轉換率能下降接近百分之五左右。
這些東西，都是一個文明的科技積累。
就像愛迪生發明電燈一樣，經歷了數千次的材料替換，最終才找到合適的材料。
化學氣相沉積比電燈材料的尋找可更加苛刻，因為氣相沉積的過程中，需要控制的因素更加多。
每一個因素條件的確定，都是無數次的實驗才最終定下來的。
所以即便是高一等級的文明，也無法保證說找到更加合適更加優秀的流程
附著、退火、重鍍、水浴等全部流程都走完兩遍，第一塊符合要求的基板才製備成功。
當第一塊基板處理完成的時候，時間已經過去了兩天多。
處理完成的基板鑭化鎵矽薄膜已經鍍上去並經過了光學檢查。
確認了裡面的特殊晶狀結構已經成型，剩下的就是在薄膜上面做上窗口層和保護層了。
窗口層是一層透明導電氧化物層或納米碳材料層，擁有一定的電阻能力。
同時也是PN結的N面，起到流動電子的作用。
而保護層就不用多介紹了，起到的自然是一個對內保護的作用。
使用的材料並沒有限制，五花八門的，什麼都有。
唯一的要求就是具有極高的透光度。
這兩層的處理，相對於光吸收層的難度來說，可以說降低了無數倍。
事實上整個『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』的核心就在於光吸收層。
而光吸收層的核心在於使用『鑭化鎵矽離子溶液』形成的特殊晶格。
而鑭化鎵矽離子本身雖然帶顏色，但在只有一到兩層的情況下，顏色並不會太濃。
所以原本薄薄的一層透明基板此刻也只是帶上了一絲淡淡的茶色。
如果不細緻的查看的話，甚至還不一定能看得到。
從表面上看，這種透明基板和普通的太陽能發電板上的薄膜差別挺大的。
這引起了直播間裡面觀眾的興趣。
【這就是哪個什麼鑭化鎵矽薄膜？怎麼是這個顏色？】
【太陽能發電薄膜的顏色不都是黑色的嗎？】
【顏色？哪有顏色了，這不還是透明的嗎？】
【有的，不過要很仔細看才能看到一絲顏色。】
【話說顏色這麼淡，真的能有效的聚集吸收太陽光嗎？】
【黑色才是吸收熱量最高的顏色吧。】
【真要有主播說的那麼變態，這一塊發電板應該就夠我家用的了，一小時發個一度電應該沒啥問題吧？】
【一度？你是不是太小看主播了，十度起步！上不封頂！】
幾乎看不到顏色的基板引起了直播間內觀眾的好奇心，紛紛在直播間內討論著。
普通太陽能發電板也不是什麼稀奇的東西。
但一般來說，大家見過的無論是太陽能電池也好，還是太陽能發電薄膜也好，顏色都是黑色或者深色的。
畢竟只有黑色或深色才能更有效的吸收陽光和熱量。
這種僅僅帶著一絲淡茶色的高透明發電板，直播間裡面的所有人都還是第一次見。
就連各國專家亦是一樣。
對於這種高透明的發電板有著不少的疑惑。
透明度越高，聚光性和吸收光以及吸熱性越差這是肯定的。
所以第一時間各國專家想的要麼是製備流程還沒有走完，要麼想的是那種特殊的晶狀結構能起特殊的效果。
他們並沒有懷疑過這種發電板的能力。
畢竟這名主播從來都沒有拿這種事情開過玩笑
看到這些質疑透明發電板光電轉換率和光熱吸收率的彈幕，韓元自信的笑了笑，解釋道：
「這就是『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』和其他矽晶太陽能發電板最大的區別了。」
「普通的太陽能發電板因為要最大程度的吸收光能和熱能，所以薄膜的顏色一般都是黑色和深色。」
「而『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』不同，它並不需要深色來最大化程度的吸收光熱。」
「因為光吸收層裡面的特殊晶狀結構能取代這個效果，能更加有效的利用光能。」
「而且這種晶狀結構還能將光線折射和反射到底下第二層、第三層、第四層的薄膜上去，從而提升光能的利用率。」
「從『紅珠鳳蝶』翅膀上借鑑到的特殊晶狀結構，才是這種太陽能發電板的技術基礎。」
「好了，現在第一塊太陽能發電板已經製備完善了，我說的再多，也不如實驗出真知。」
處理好剩下的窗口層和保護層後，韓元帶著這塊已經製備完善的太陽能發電板來到化學實驗室。
既然說好了要實驗，自然要將剩下的東西也弄完。
畢竟這只是一塊太陽能發電板而已，剩下的電池連接裝置之類都還沒弄的。
這些東西處理起來很容易，在不安裝到飛行器的基礎上，只需要簡單的進行焊接和連接處理一下連接到一塊可充電的電池就行。
不過既然是實驗，那麼最能體現出電流變化的，自然是各種測試電錶了。
測試場地中，韓元將製備好的太陽能發電板面對著半空中的太陽按照固定好。
現在是下午四點左右，陽光沒有正午那麼強烈，但對於『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』來說已經足夠了。
當一塊電錶連接到線路中時，上面的指針開始微微跳動起來。
這表明太陽能發電板已經開始進行光電轉換了，只是才開始接受光照，光電轉換率並不高，流經電流測試表的電流也不強而已。
『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』和普通的矽晶太陽能電池發電在這方面其實是略微有些區別的。
普通的矽晶太陽能板當太陽光照到光電二極體上時，光電二極體就會把太陽的光能變成電能，產生電流。
而『鑭化鎵矽薄膜太陽能薄膜發電板』在陽光照射到發電板上的時候，需要經過特殊晶格的一個緩衝和散射，然後才能被底層吸收轉換成電子經過PN層流出。
俗話說就是啟動慢了一點。
不過這個慢，只是相對而言的，對於人來說，也就是兩三秒種的事情而已。
在直播間裡面無數觀眾的注視下，一秒之前都還在微微跳動的指針以一個誇張的幅度迅速跳轉了接近一百五十度。
幾乎直接從零刻度跳到了最末尾處。
【我勒個去，還真能發電！】
【動了，它動了！】
【厲害啊，主播，果然是第一直播間！】
【好傢夥，以後主播就再也不缺電用了吧？】
【這是電流表，還是電壓表啊？有沒有懂行的解釋一下？看不懂啊，只知道它跳動了。】
【樓上眼睛不要可以捐掉，表上面寫著那麼大的『電流測試』兩個字。】
【讀數是15A，也就是說，穿過電流測試表的電流強度是15A。】
【那到底是高是低？】
【高低得看阻抗和電壓是多少，電壓的話我估計不是很強，但阻抗就不一定了，這個得問主播。】