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| 解鎖太陽能發(fā)電的潛能 當3D打印技術遇上光伏 |
| （時間:2019-4-26 10:08:27） |
能源是人類社會存在和發(fā)展的重要物質基礎。隨著社會的發(fā)展，煤炭、石油等不可再生資源的日益減少，開發(fā)清潔能源迫在眉睫。太陽能作為地球上最豐富的能源而備受關注。目前，太陽能電池是人們利用太陽能的一種重要方式，可將資源無限、清潔干凈的太陽能轉換為電能。
光伏產業(yè)在過去10年中呈現(xiàn)40%以上的增長幅度，成為世界上發(fā)展最快的新興產業(yè)之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)在我國從事太陽能新興技術產業(yè)研究、開發(fā)、生產和應用的單位已經超過1000家。自2008年，我國就已成為全球第一大太陽能電池生產國，太陽能電池的產量連續(xù)5年位列世界第一。在當前的光伏市場中，主流產品是晶硅太陽能電池，其市場份額超過了85%，商業(yè)化最高效率已經達到22%以上。預計在未來10年內，晶硅太陽能電池仍將占據(jù)主導地位。
隨著光伏產業(yè)的發(fā)展，晶硅太陽能電池技術呈快速發(fā)展趨勢。晶硅太陽能電池技術主要集中在2大方向：一是在現(xiàn)有電池結構和工藝的基礎上，在一個或多個工序中引入新的生產工藝(如優(yōu)化的表面鈍化技術、選擇性發(fā)射極技術、優(yōu)化的表面織構化技術、點接觸技術及3D打印電極技術等)來提高電池轉換效率;二是改變現(xiàn)有的電池結構、工藝流程或材料(如HIT電池或價鍵飽和型太陽電池等)來提高電池轉換效率。
其中，3D打印電極技術，由于金屬材料利用率高，工藝過程簡單、適合用于薄片電池，能更大程度節(jié)約電池生產成本，因而越來越受到業(yè)內關注。另外，3D打印技術除了用在晶體硅太陽電池以外，也可以應用在薄膜電池上。如美國俄勒岡州立大學的研究者們使用3D打印技術成功地制造出了銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池，節(jié)約了90%的原材料。麻省理工學院(MIT)則通過一臺特制3D打印機將薄膜太陽電池印刷到紙張上，這種電池目前可提供1.5%～2%的電池效率。
3D打印技術不僅能打印出分辨力高、導電性好的柵線，而且能夠降低生產成本，可以和高方阻發(fā)射極完美結合并應用于各類太陽電池新技術。國內外都在積極研究及應用推廣該技術的發(fā)展，所以，3D打印技術應用于太陽能電池的制造工藝將是大勢所趨，這一技術也會帶來太陽能電池質量和效率的大幅提高。
光伏不再是一個細分市場，而將是能源市場不斷增長的一個部分，或者更進一步說，到2050年太陽能將成為我們的主要能源。然而，目前的技術已經達到其效率的極限，因此，解鎖太陽能發(fā)電的潛能，使其成為人類可用的主要能源的關鍵在于光伏技術的進步。希望3D打印技術可以使太陽能發(fā)電成本下降至與傳統(tǒng)發(fā)電成本相當。
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