鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:975次 | 2019年04月08日
美國使用噴墨打印技術(shù)造出廉價太陽能電池
使用噴墨打印技術(shù)成功地制造出了CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽能電池,新方法使原材料浪費(fèi)減少了90%,并通過使用一些富有潛力的化合物,顯著降低了太陽能電池的制造成本。
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)6月28日報道,美國俄勒岡州立大學(xué)的工程師們首次找到了一種方法:使用噴墨打印技術(shù)成功地制造出了CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽能電池,新方法使原材料浪費(fèi)減少了90%,并通過使用一些富有潛力的化合物,顯著降低了太陽能電池的制造成本。有關(guān)專家表示,借助該項技術(shù),科學(xué)家最終能制造出性能極佳、能被快速制造、成本超低的薄膜太陽能電子設(shè)備。
該研究發(fā)表在專業(yè)雜志《太陽能材料和太陽能電池》上,科學(xué)家們也為這項技術(shù)申請了專利。盡管現(xiàn)在研制出的太陽能電池的轉(zhuǎn)化率僅為5%,需要近一步的研究來加以提高,但科學(xué)家們相信,該研究最終將引出新一代的太陽能技術(shù)。
俄勒岡州立大學(xué)化學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境工程系的教授張志宏(音譯)表示:“這項技術(shù)極富潛力,有望成為太陽能領(lǐng)域重要的新技術(shù)。迄今為止,還沒有一個人使用噴墨技術(shù)制造出能工作的CIGS太陽能設(shè)備?!?br/>
張志宏解釋道,新技術(shù)的一個優(yōu)勢是能顯著減少材料的浪費(fèi)。最新技術(shù)并不會使用昂貴的氣相淀積法將化合物沉積在基座上——這種方法會造成原材料的大量浪費(fèi);噴墨技術(shù)不僅可以制造出精確的圖樣,而且浪費(fèi)很少。
另外,最新方法使用了一種極有潛力的化合物黃銅礦——也被稱為CIGS(銅銦鎵硒),CIGS能大大提高太陽能轉(zhuǎn)換效率。一層黃銅礦僅為一到二微米厚,然而,它從光子那兒捕捉的能量幾乎與由硅制成的50微米厚的材料相媲美。
最新研究中,科學(xué)家們制造出了一種墨水,使用噴墨方法,能將黃銅礦印刷在基座上,能源轉(zhuǎn)化效率約為5%。科學(xué)家們表示,從理論上來講,他們可以獲得12%的轉(zhuǎn)化效率,這樣,就可以制造出進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)的太陽能電池。
科學(xué)家們也和該?;瘜W(xué)工程系副教授格雷格·赫爾曼合作,研究了其他也能夠被應(yīng)用于噴墨技術(shù)的化合物,其成本甚至更低。
許多制造太陽能電池的方法要么非常耗時,要么需要使用昂貴的真空裝置或有毒的化合物。俄勒岡州立大學(xué)的科學(xué)家正著手消除這些障礙并研制出成本更低、更環(huán)保的太陽能技術(shù)。他們表示,最新技術(shù)或許會孵化出很多新興企業(yè),提供大量就業(yè)崗位。如果制造成本能持續(xù)走低,其他障礙被一一攻破,終有一天,人們甚至能制造出可以直接整合進(jìn)屋頂材料中的太陽能電池,讓太陽能電池真正“飛入尋常百姓家”。
張志宏總結(jié)道:“總而言之,我們研究出了一種簡單、快捷、直接的、基于溶液的沉積過程來制造高質(zhì)量的CIGS太陽能電池的方法,通過控制低成本金屬鹽前體化合物在分子層面的結(jié)構(gòu),可以方便地獲得安全、簡單、在空氣中穩(wěn)定的墨水?!?/p>