在IDTECHEX關(guān)于3D打印電子和光伏市場預(yù)測的研究報(bào)告中，可以看到3D打印光伏的市場呈逐步擴(kuò)大的趨勢。


　　根據(jù)科學(xué)雜志“先進(jìn)能源材料”（National Energy Materials）發(fā)表的一項(xiàng)新研究，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）的研究人員正在采用3D打印方式，獲得太陽能電池，并且他們發(fā)現(xiàn)了這其中大量未開發(fā)的應(yīng)用潛力。

　　“太陽能是豐富的，它是免費(fèi)的，”，AFRL制造局的項(xiàng)目科學(xué)家Bag說。 “太陽能電池可以以環(huán)保的方式發(fā)電，但目前復(fù)雜的制造成本使得技術(shù)成本高昂，我們正在研究材料和制造技術(shù)的新途徑，使其成本更低。”

　　在蓬勃發(fā)展的太陽能產(chǎn)業(yè)中，效率是成功的關(guān)鍵因素，但并不是一個(gè)容易達(dá)到的途徑。自從20世紀(jì)50年代人們開始研究太陽能電池以來，這項(xiàng)技術(shù)仍然復(fù)雜而且勞動(dòng)密集。其中包括純硅必須從原始材料中提取（石英砂是最常用的兩種材料之一），然后轉(zhuǎn)化成薄晶片。隨后通過化學(xué)品處理這些硅晶片以形成極化電場。半導(dǎo)體、電池被封裝在專門的支撐系統(tǒng)中，以便組成一個(gè)光伏模塊，從而收集并將陽光的能量轉(zhuǎn)換成電流。


　　使用太陽能的固有成本并不高，但與制造過程相關(guān)的高昂成本是廣泛采用太陽能發(fā)電的嚴(yán)重障礙。

　　Bag的團(tuán)隊(duì)一直在努力探索創(chuàng)新解決方案。 “如果你想讓太陽能發(fā)電具有市場競爭力，你需要使太陽能電池更有效率和更具成本效益，”Bag說,“硅電池使用純無機(jī)材料，本質(zhì)上非常困難，我們需要一種易于打印的材料，同時(shí)能夠捕獲陽光。”


　　找到合適材料的機(jī)遇很快就出現(xiàn)了 – 這種材料可以為無機(jī)、硬質(zhì)硅提供可行的替代品。 薄膜鈣鈦礦被證明具有優(yōu)異的光吸收能力和強(qiáng)大的功率轉(zhuǎn)換效率。然而，最近才被考慮作為太陽能發(fā)電能力的材料，Bag的研究專注于通過超聲波霧化鈣鈦礦前體材料，這使得可以將細(xì)小的氣溶膠微滴轉(zhuǎn)移到氣溶膠噴射噴墨打印機(jī)噴嘴中。在CAD建模提供的路徑指引下，材料可以按照一定的方式涂覆到適當(dāng)?shù)谋砻嫔希瑥亩鴦?chuàng)建一個(gè)太陽能電池。

　　應(yīng)用前景可能是無窮無盡的，使用這種材料和3D打印工藝，AFRL發(fā)現(xiàn)可以制造用于在衣服上的柔性太陽能電池。還可以用到自動(dòng)機(jī)器人、發(fā)光裝置，甚至靈活的自供電傳感器上。

　　可以肯定的是，研究還處于初級階段，但新制造過程的潛在影響是不能低估的，因?yàn)檫@其中成本節(jié)約可能是巨大的。 

作者： 來源：3D科學(xué)谷 責(zé)任編輯：wutongyufg