Bài 246

Sunny Days For Silicon

Ngày vui cho Silicon

[A] The old saw that "the devil is in the details" characterizes the kind of needling obstacles that prevent an innovative concept from becoming a working technology.

Người xưa thấy rằng 'Ác quỷ nằm trong chi tiết' đặc trưng cho loại chướng ngại vật khó chịu ngăn cản một khái niệm sáng tạo trở thành một công nghệ hoạt động.

It also often describes the type of problems that must be overcome to shave cost from the resulting product so that people will buy it.

Nó cũng thường mô tả các loại vấn đề cần được khắc phục để cắt giảm chi phí từ sản phẩm kết quả để mọi người tiêu dùng.

Emanuel Sachs of the Massachusetts Institute of Technology has struggled with many such little devils m his career-tong endeavor to develop low-cost, high-efficiency solar cells.

Emanuel Sachs của Viện Công nghệ Massachusetts đã đấu tranh với nhiều con quỷ nhỏ như vậy để phát triển các tấm pin mặt trời hiệu quả cao với chi phí thấp.

In his latest effort, Sachs has found incremental ways to boost the amount of electricity that common photovoltaics (PVs) generate from sunlight without increasing the costs.

Trong nỗ lực mới nhất của mình, Sachs đã tìm ra những cách gia tăng để tăng lượng điện mà quang điện thông thường (PV) tạo ra từ ánh sáng mặt trời mà không làm tăng chi phí.

Specifically, he has raised the conversion efficiency of test cells made from multi-crystalline silicon from the typical 15.5 percent to nearly 20 percent—on par with pricier single-crystal silicon cells.

Cụ thể, ông đã nâng hiệu suất chuyển đổi của các tế bào thử nghiệm được làm từ silicon đa tinh thể từ 15,5% điển hình lên gần 20% — ngang bằng với các tế bào silicon đơn tinh thể nhưng đắt hơn.

Such improvements could bring the cost of PV power down from the current $1.90 to $2.10 per watt to $1.65 per watt.

Những cải tiến như vậy có thể làm giảm chi phí điện PV từ 1.90 đô la hiện tại xuống còn 2.10 đô la mỗi watt và xuống tiếp 1.65 đô la mỗi watt.

With additional tweaks, Sachs anticipates creating within Four years solar cells that can produce juice at a dollar per watt, a feat that would make electricity (rum the sun competitive with that from coal-burning power plants.

Với các điều chỉnh bổ sung, Sachs dự đoán trong vòng bốn năm sẽ tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời có thể sản xuất nước trái cây với giá một đô la trên mỗi watt, một kỳ tích sẽ tạo ra điện (rum mặt trời cạnh tranh với chúng từ các nhà máy điện đốt than)

[[B] Most PV cells, such as those on home rooftops, rely on silicon to convert sunlight into electric current.

Hầu hết các tế bào PV, chẳng hạn như các tế bào trên mái nhà, dựa vào silicon để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện.

Metal interconnects then funnel the electricity out from the silicon to power devices or to feed an electrical grid.

Các kết nối kim loại sau đó đưa điện ra từ silicon đến các thiết bị cung cấp năng lượng hoặc để cấp cho lưới điện.

Since solar cells became practical and affordable three decades ago, engineers have mostly favored using single-crystal silicon as the active material, says Michael Rogol, managing director of Germany- based Photon Consulting.

Kể từ khi pin mặt trời trở nên thiết thực và giá cả phải chăng cách đây ba thập kỷ, các kỹ sư chủ yếu ủng hộ việc sử dụng silicon đơn tinh thể làm vật liệu hoạt động, Michael Rogol, giám đốc điều hành của Photon Consulting có trụ sở tại Đức cho biết.

Wafers of the substance are typically sawed from an ingot consisting of one large crystal that has been pulled like taffy out of a vat of molten silicon.

Các tấm wafer của chất này thường được cưa từ một thỏi bao gồm một tinh thể lớn đã được kéo như taffy ra khỏi thùng silicon nóng chảy.

Especially at first, the high-purity ingots were left over from integrated-circuit manufacture, but later the process was used to make PV cells themselves, Rogol recounts.

Đặc biệt là lúc đầu, các thỏi có độ tinh khiết cao còn sót lại từ quá trình sản xuất mạch tích hợp, nhưng sau đó quá trình này được sử dụng để tự tạo ra các tế bào PV, Rogol kể lại.

Although single-crystal cells offer high conversion efficiencies, they are expensive to make.

Mặc dù các tế bào đơn tinh thể mang lại hiệu quả chuyển đổi cao, nhưng chúng rất tốn kém để tạo ra.

The alternative - multi-crystalline silicon cells, which factories fabricate from lower-purity, cast ingots composed or many smaller crystals—are cheaper to make, but unfortunately they are less efficient than single-crystal cells

Giải pháp thay thế - các tế bào silicon đa tinh thể, được các nhà máy chế tạo từ độ tinh khiết thấp hơn, các thỏi đúc được cấu tạo hoặc nhiều tinh thể nhỏ hơn - rẻ hơn để tạo ra, nhưng tiếc là chúng kém hiệu quả hơn các tế bào đơn tinh thể.

[C] Sachs, who has pioneered several novel ways to make silicon solar cells less costly and more effective, recently turned his focus to the details of multi-crystalline silicon cell manufacture.

Sachs, người đã tiên phong trong một số cách mới để làm cho pin mặt trời silicon ít tốn kém và hiệu quả hơn, gần đây đã chuyển trọng tâm của mình sang các chi tiết của sản xuất tế bào silicon đa tinh thể.

"The first small improvement concerns the little silver fingers that gather electric current from the surface of the bulk silicon," he explains.

"Cải tiến nhỏ đầu tiên liên quan đến những ngón tay nhỏ màu bạc thu thập dòng điện từ bề mặt của silicon số lượng lớn, " ông giải thích.

In conventional fabrication processes, cell manufacturers use screen-printing techniques ("like high-accuracy silk-screening of T-shirts," Sachs notes) and inks containing, silver particles to create these bus wires.

Trong các quy trình chế tạo thông thường, nhà sản xuất tế bào sử dụng các kỹ thuật in lụa ("như sàng lọc lụa có độ chính xác cao của áo phông", Sachs lưu ý) và mực có chứa, các hạt bạc để tạo ra những dây bus này.

The trouble is that standard silver wires come out wide and short, about 120 by 10 microns, and include many nonconductive voids.

Vấn đề là dây bạc tiêu chuẩn đầu ra lại rộng và ngắn, khoảng 120 x 10 micron, và bao gồm nhiều khoảng trống không dẫn điện.

As a result, they block considerable sunlight and do not carry as much current as they should.

Kết quả là, chúng chặn ánh sáng mặt trời đáng kể và không mang nhiều dòng điện như bình thường.

[D] At his start-up company—Lexington, Mass- based 1366 Technologies (the number refers to the flux of sunlight that strikes the earth's outer atmosphere: 1.366 watts per square meter)—Sachs is employing "a proprietary wet process that can produce thinner and taller" wires that are 20 by 20 microns.

Tại công ty mới thành lập của mình — Lexington, 1366 Technologies dựa trên khối lượng (con số đề cập đến dòng ánh sáng mặt trời chiếu vào bầu khí quyển bên ngoài trái đất: 1.366 watt mỗi mét vuông) — Sachs đang sử dụng 'một quy trình ướt độc quyền có thể tạo ra dây mỏng hơn và cao hơn' có kích thước 20 x 20 micron.

The slimmer bus wires use less costly silver and can be placed closer together so they can draw more current from the neighboring active material, through which free electrons can travel only so far.

Các dây bus mỏng hơn sử dụng bạc rẻ hơn và có thể được đặt gần nhau hơn để chúng có thể hút nhiều dòng điện hơn từ vật liệu hoạt động lân cận, qua đó các electron tự do chỉ có thể di chuyển cho đến nay.

At the same time, the wires block less incoming light than their standard counterparts.

Đồng thời, các dây dẫn chặn ít ánh sáng đến hơn so với các đối tác tiêu chuẩn của chúng.

The second innovation alters the wide, flat interconnect wires that collect current from the silver bus wires and electrically link adjacent cells.

Sự đổi mới thứ hai làm thay đổi các dây kết nối rộng, phẳng thu thập dòng điện từ dây bus bạc và các tế bào liền kề liên kết điện.

Interconnect wires at the top can shade as much as 5 percent of the area of a cell. "We place textured mirror surfaces on the faces of these rolled wires.

Dây kết nối ở phía trên có thể che bóng tới 5 phần trăm diện tích của một tế bào. 'Chúng tôi đặt các bề mặt gương có kết cấu trên mặt của những sợi dây cuộn này.

These little mirrors reflect incoming light at a lower angle--around 30 degrees-—so that when the reflected rays hit the glass layer at Lire top, they stay within the silicon wafer by way of total internal reflection,” Sachs explains.

Những chiếc gương nhỏ này phản chiếu ánh sáng đến ở góc thấp hơn - khoảng 30 độ - để khi các tia phản xạ chạm vào lớp kính ở đỉnh Lire, chúng sẽ ở trong tấm silicon bằng cách phản xạ bên trong hoàn toàn,"Sachs giải thích.

(Divers and snorkelers commonly see this optical effect when they view water surfaces from below.)

(Thợ lặn và người lặn với ống thở thường thấy hiệu ứng quang học này khi họ nhìn bề mặt nước từ bên dưới.)

The longer that light remains inside, the more chance it has to be absorbed and transformed into electricity.

Ánh sáng đó ở bên trong càng lâu, nó càng có nhiều cơ hội được hấp thụ và chuyển hóa thành điện.

[F] Sachs expects that new antireflection coatings will further raise multi-crystal line cell efficiencies.

Sachs hy vọng rằng các lớp phủ chống phản xạ mới sẽ nâng cao hơn nữa hiệu quả của tế bào dòng đa tinh thể.

One of his firm's future goals will be a switch from expensive silver bus wires to cheaper copper ones. And he has a few ideas regarding how to successfully make the substitution.

Một trong những mục tiêu trong tương lai của công ty ông sẽ là chuyển từ dây bus bạc đắt tiền sang dây đồng rẻ hơn. Và anh ấy có một vài ý tưởng liên quan đến cách thực hiện thành công việc thay thế.

"Unlike silver, copper poisons the performance of silicon PVs," Sachs says, "so it will be crucial to include a low-cost diffusion barrier that stops direct contact between copper and the silicon."

"Không giống bạc, đồng sẽ đầu độc hiệu suất của các PC silicon," Sachs nói, "vì vậy điều quan trọng là phải bao gồm một rào cản khuếch tán chi phí thấp để ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa đồng và silicon."

In this business, it's always the little devilish details that count.

Trong việc kinh doanh này, luôn luôn có những chi tiết ma quỷ siêu nhỏ được tính đến.

[E] The cost of silicon solar cells is likely to fall as bulk silicon prices drop, according to the U.S.Energy information Administration and the industry tracking firm Solarbuzz.

Chi phí của pin mặt trời silicon có thể sẽ giảm khi giá silicon số lượng lớn giảm, theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ và công ty theo dõi ngành Solarbuzz cho biết.

A steep rise in solar panel sales in recent years had led to a global shortage of silicon because production capacity for the active material lagged behind, but now new silicon manufacturing plants are coming online.

Doanh số bán tấm pin mặt trời tăng mạnh trong những năm gần đây đã dẫn đến tình trạng thiếu silicon trên toàn cầu vì năng lực sản xuất vật liệu hoạt động bị tụt lại phía sau, nhưng giờ đây các nhà máy sản xuất silicon mới đang đi vào hoạt động.

The reduced materials costs and resulting lower system prices will greatly boost demand for solar-electric technology, according to market watcher Michael Rogol of Photon Consulting.

Chi phí vật liệu cắt giảm dẫn đến giá hệ thống thấp hơn sẽ thúc đẩy đáng kể nhu cầu về công nghệ điện mặt trời, theo nhà quan sát thị trường Michael Rogol của Photon Consulting.

Từ vựng (13)

obstacles (ˈɑbstəkəɫz) — chướng ngại vật
shave cost (ʃeɪv) (kɑːst) — cắt giảm chi phí
incremental (ˌɪŋ.krəˈmen.t̬əl) — gia tăng
multi-crystalline silicon (ˈməɫti) (ˈkrɪs.təl.lən) (ˈsɪl.ə.kən) — silicon đa tinh thể
additional tweaks (əˈdɪʃ.ən.əl) (ˈtwiks) — điều chỉnh bổ sung
a vat of molten silicon (ˈeɪ, ə) (væt) (əv) (ˈmoʊl.tən) (ˈsɪl.ə.kən) — thùng silicon nóng chảy
the high-purity ingots (ðə) (haɪ) (ˈpjʊr.ə.t̬i) (ˈɪŋɡəts) — các thỏi có độ tinh khiết cao
left over (left) (ˈoʊ.vɚ) — còn sót lại
conventional fabrication processes (kənˈven.ʃən.əl) (ˌfæb.rəˈkeɪ.ʃən) (ˈpɹɑsɛsəz) — các quy trình chế tạo thông thường
snorkelers (snorkelers*) — người lặn với ống thở
absorbed (əbˈzɔːrbd) — hấp thụ
diffusion barrier (dɪˈfjuː.ʒən) (ˈber.i.ɚ) — rào cản khuếch tán
lagged behind (ˈɫæɡd) (bɪˈhaɪnd) — bị tụt lại phía sau