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逆天操作:光伏行业的3D打印技术

文章出处:人气:3发表时间:2018-7-24 15:33:27

   

光伏产业.png

    光伏行业在过去15年中呈现40%以上的增长幅度,成为世界上发展最快的新能源产业之一。据不完全统计,现在国内从事太阳能新兴技术产业研究、开发、生产和应用的单位已经超过1500家。自2008年,我国就已成为全球第一大太阳能电池生产国,太阳能电池的产量连续5年位列世界第一。在当前的光伏市场中,主流产品是晶硅太阳能电池,其市场份额超过了85%,商业化最高效率已经达到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,晶硅太阳能电池技术呈快速发展趋势。晶硅太阳能电池技术主要集中在2大方向:一是在现有电池结构和工艺的基础上,在一个或多个工序中引入新的生产工艺(如优化的表面钝化技术、选择性发射极技术、优化的表面织构化技术、点接触技术及3D打印电极技术等)来提高电池转换效率;二是改变现有的电池结构、工艺流程或材料(如HIT电池或价键饱和型太阳电池等)来提高电池转换效率。

3d打印机.png

    其中,3D打印电极技术,由于金属材料利用率高,工艺过程简单、适合用于薄片电池,能更大程度节约电池生产成本,因而越来越受到业内关注。

    另外,3D打印技术除了用在晶体硅太阳电池以外,也可以应用在薄膜电池上。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打印技术不仅能打印出分辨力高、导电性好的栅线,而且能够降低生产成本,可以和高方阻发射极完美结合并应用于各类太阳电池新技术。国内外都在积极研究及应用推广该技术的发展,所以,3D打印技术应用于太阳能电池的制造工艺将是大势所趋,这一技术也会带来太阳能电池质量和效率的大幅提高。

    光伏不再是一个细分市场,而将是能源市场不断增长的一个部分,或者更进一步说,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打印技术可以使太阳能发电成本下降至与传统发电成本相当。

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