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3D打印技术在光伏上的应用

3D打印技术在光伏上的应用

作者:admin    来源:未知    发布时间:2019-06-10 15:15    浏览量:

太阳能作为地球上最丰富的能源,已经引起了人们的极大关注。现阶段,太阳能电池是人们利用太阳能的一种重要方式,可将资源无限、清洁干净的太阳能转换为电能。

      光伏产业在过去10年中呈现40%以上的增长幅度,成为世界上发展最快的新兴产业之一。据不完全统计,目前中国从事太阳能新兴技术产业研究、开发、生产和应用的公司已超过1000家。2008年以来,中国已经成为世界第一的太阳能电池生产国,太阳电池的产量连续5年成为世界第一。在目前的光伏市场,主流产品是晶体硅太阳能电池,市场份额超过85%,商业化的最高效率达到了22%以上。预计在未来10年内,晶硅太阳能电池仍将占据主导地位。

      随着光伏产业的发展,晶体硅太阳能电池技术呈现出快速的发展趋势。晶硅太阳电池技术主要集中在两个方向:一个是基于现有的电池结构和工艺,在一个或多个工序中引入新的生产工艺(例如,最佳的表面钝化技术、选择发射极技术、最佳的表面组织化技术、点接触技术、3 d打印电极技术等) 提高电池转换效率;第二点是,改变现有的电池结构、工艺和材料( hit电池或价键饱和型太阳电池等),提高电池转换效率。

      其中,3D打印电极技术,由于金属材料利用率高,工艺简单,适合于片电池,能大幅度节约电池的生产成本,受到业界的关注。此外,3 d打印技术除了晶体硅太阳能电池外,还可以应用于薄膜电池。如美国俄勒冈州立大学的研究者们使用3D打印技术成功地制造出了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池,节约了90%的原材料。麻省理工学院(MIT)则通过一台特制3D打印机将薄膜太阳电池印刷到纸张上,这种电池目前可提供1.5%~2%的电池效率。

      3D打印技术不仅可以打印高分辨率、高导电性的栅线,而且可以降低生产成本。它可以与高方阻发射极完美结合,应用于各种新的太阳能电池技术。世界各国都会充分探讨及应用推广该工艺的转型,因此,3D打印关键技术于太阳能电池的制作工序将是必然趋势,这一工艺也会产生太阳能电池品质和速率的大幅度提高。

      光伏不再是细分市场,而是能源市场不断增长的一部分,或者更进一步地说,到2050年太阳能将成为我们的主要能源。然而,目前的技术已经达到其效率的极限,因此,解锁太阳能发电的潜能,使其成为人类可用的主要能源的关键在于光伏技术的进步。希望3D打印技术能够将太阳能发电的成本降低到与传统发电相同的水平。

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