美國國家可再生能源實驗室(NREL)已經研發(fā)一款自動機器人，可加工薄膜 太陽能電池，并且可分析電池的性能以及測試電池的缺陷。該成果把工業(yè)效率和實驗室的高精度結合了起來用于生產高效太陽能電池。

NREL研發(fā)的機器人可加工薄膜太陽能電池，并且可以檢測電池存在的缺陷。

該系統(tǒng)的核心部分是一個中央傳遞機器人，可把金屬板送入一個完全密封的真空加工室內，然后在其表面沉積納米薄層化學物質，加工成半導體。半導體完成后，機器人可分析其中的技術故障，測量光的吸收，然后準備下一批次的6張金屬板。

這種機器人只需大約35分鐘就可在6平方英寸的玻璃板、塑料板或者金屬面上加工出硅半導體。
美國國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家Ingrid Repins表示：“在過去，我們需要進入一個…二個…三個…四個…五個實驗室才能完成相同的步驟。”

NREL計劃在其過程開發(fā)和集成實驗室加工5個這樣的機器人。其中兩個機器人將使用銅銦鎵硒(C.I.G.S.)或者碲化鎘(CdTe)加工薄膜太陽能電池半導體，而其余的機器人將被用于硅半導體。
該系統(tǒng)的其余部分將提供操作平臺，以在多種材料表面沉積光伏材料。該系統(tǒng)還將為材料和裝置的測試提供工具。

據(jù)說， C.I.G.S.和CdTe電池板的制造和安裝費用要遠遠低于硅太陽能電池板。有關公司和研究人員正在對這兩種技術的轉化效率進行改進。

薄膜光伏電池的生產需要在基底材料上沉積一層或者多層光伏材料，沉積過程中出現(xiàn)的缺陷將影響到電池的整體轉化效率以及耐用性。

這種設備可以用于對太陽能電池板使用的材料進行基本的研究和開發(fā)，由此能夠讓研究人員對加工過程中不同階段存在的缺陷和雜質的影響進行研究。

NREL的資深科學家Miguel Contreras表示：“這種系統(tǒng)能夠讓我們作之前不能做的事情，并且有助于我們更好的理解是什么原因限制了電池效率，以及如何提高工業(yè)生產效率。”

NREL已經使用這兩種技術研發(fā)出太陽能電池。該實驗室擁有這兩種技術的太陽能轉化效率的世界紀錄。在2005年該實驗室使用C.I.G.S.制成的太陽能電池轉化效率為19.9％，在2001年該實驗室使用CdTe制成的太陽能電池轉化效率為16.5％。

然而，實現(xiàn)這些轉化效率都是在實驗室條件下進行的。該實驗室計劃使用自動機器人來改善加工方法，從而把這些改善后的方法應用到商業(yè)性太陽能電池板的生產中。

Repins女士預計在未來數(shù)年里公司總共生產一公里長的薄膜太陽能電池，同時保證電池有16％的理想轉化效率，并降低原材料、制造和安裝成本。

薄膜太陽能電池正在迅速占領晶體硅太陽能電池板的市場。市場研究公司ISuppli Corporation的報告稱，到2013年就裝機容量來講，薄膜太陽能電池產業(yè)在全球太陽能電池板市場的份額將從2008年的14％增加到30％。