不足1mm!纽卡斯尔大学用传统打印机打印出薄膜太阳能电池

2019-10-08      274 次浏览

澳大利亚纽卡斯尔大学近日宣布,该校已成功使用传统打印机制作出了厚度不足1毫米的薄膜太阳能电池,并完成了首次大规模的商业化安装。


薄膜太阳电池是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件。薄膜太阳电池可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨,金属片等不同材料当基板来制造,形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm,转换效率最高可以达13%。


薄膜电池太阳电池除了平面之外,也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大,可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份,应用非常广泛。


硅材料是现今太阳电池的主导材料,在成品太阳电池成本份额中,硅材料占了将近40%,而非晶硅太阳电池的厚度不到1μm,不足晶体硅太阳电池厚度的1/100,这就大大降低了制造成本,又由于非晶硅太阳电池的制造温度很低(-200℃)、易于实现大面积等优点,使其在薄膜太阳电池中占据首要地位,在制造方法方面有电子回旋共振法、光化学气相沉积法、直流辉光放电法、射频辉光放电法、溅谢法和热丝法等。特别是射频辉光放电法由于其低温过程(-200℃),易于实现大面积和大批量连续生产,现成为国际公认的成熟技术。


200平方米的薄膜太阳能电池安装在澳公司厂房屋顶。


据悉,该大学研发的这种太阳能电池使用的是超轻的有机材料,是用传统打印机将电子墨水打印在亚毫米厚度的塑料薄膜上制作而成的。电池的材质和柔软度类似薯片包装袋,而电池材料也非常便宜,每平方米的生产价格不足10澳元。


目前,使用纽大实验室的打印机,每天可以制造出几百米长的薄膜太阳能电池,而如果未来投入商业化生产,使用工业级的打印机,则可轻松实现日产量几千米。不仅成本低、易生产,安装起来也方便快捷。由于材质轻薄,只需用普通双面胶粘贴即可固定。


澳大利亚纽卡斯尔大学物理学家PaulDastoor教授表示,薄膜太阳能电池及其系统都是纽卡斯尔大学独立研发出来的,包括电子墨水的制作、电池打印以及屋顶安装系统等。


在房顶完成首次大规模的实体安装后,团队对系统进行了测试和调整,在很短的时间内完成了系统升级,不仅大幅提高了系统的美观度,还改善了安装方法和电池效率。Dastoor教授说:“在过去短短的一年内,我们就已将这个系统的电能输出量翻倍,有望在未来三个月将系统输出再翻一番。我们的最终目标是让这种再生能源科技产品安装到所有的房顶上。”


Dastoor教授表示,这种新型的薄膜太阳能电池已经完成了实验室的研发工作,下一步是要找到以旧电池制作新电池的办法,实现薄膜太阳能电池的安全回收和再利用。


本文摘自:中国科学报


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