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美用鈣鈦礦制造3D打印太陽能電池 頗具成本效益

核心提示:近日,美國空軍研究實驗室(AFRL)開發(fā)出一種新的3D打印技術(shù),用來制造太陽能電池。該技術(shù)以薄膜鈣鈦礦為主要材料,更具成本效益,具有大量的應(yīng)用潛力。使用這種材料和打印工藝,人們可以在衣服上打印柔性太陽能電池。自我供能機器人、發(fā)光裝置。
   近日,美國空軍研究實驗室(AFRL)開發(fā)出一種新的3D打印技術(shù),用來制造太陽能電池。該技術(shù)以薄膜鈣鈦礦為主要材料,更具成本效益,具有大量的應(yīng)用潛力。使用這種材料和打印工藝,人們可以在衣服上打印柔性太陽能電池。自我供能機器人、發(fā)光裝置。
  
  根據(jù)最近發(fā)表在科學雜志《NationalEnergyMaterials》上的一項新研究,空軍研究實驗室(AFRL)的研究人員正在采用Optomec的氣溶膠噴射技術(shù)來更具成本效益地制造太陽能電池,并認為這種方法具有大量的應(yīng)用潛力。
  
  太陽能是一種清潔能源,但目前的太陽能電池制造是一個復(fù)雜、耗時、勞動力密集和高成本的過程。“如果想讓太陽能具有競爭力,就必須讓太陽能電池更高效和更具成本效益,”研究人員說,“硅電池使用純無機材料,這些材料本身很硬。我們需要一種易于打印,同時還能捕獲陽光的材料。”
  
  受新聞紙啟發(fā),其中一卷卷的紙被印刷上墨水,研究人員認為,如果能打印一種無機-有機雜化材料,太陽能也能被捕獲,同時不會很貴。
  
  事實證明,薄膜鈣鈦礦這種材料具有優(yōu)異的光吸收能力和強大的能量轉(zhuǎn)換效率。20世紀90年代這種材料就已經(jīng)出現(xiàn),只是一直被用來生產(chǎn)發(fā)光二極管,而不是捕獲太陽能。
  
  研究人員用超聲波對鈣鈦礦前驅(qū)體材料進行了霧化,從而能將細小的氣溶膠液滴送到氣溶膠噴射打印機噴嘴中。在CAD工具路徑的幫助下,材料可以涂覆一個合適的表面,最終創(chuàng)造出一個效率達到15.4%的太陽能電池。
  
  研究人員進行了進一步的研究,將這種材料打印到一個3D表面上,由此得來的太陽能電池能保持5.4%的效率。
  
  應(yīng)用幾乎是無限的。使用這種材料和打印工藝,人們可以在衣服上打印柔性太陽能電池。自我供能機器人、發(fā)光裝置,甚至自我供能的柔性傳感器突然能在不久的將來實現(xiàn)。
  
  研究人員已為該技術(shù)提交了專利申請,目前正在等待審批結(jié)果。

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