太阳能电池技术将因3D打印技术带来变革

来源:a&s智慧城市发布时间:2017-02-21 15:46:27
 电动汽车是未来智能汽车发展的大趋势,因此充电技术十分重要,目前国际工程师们正在积极开发一种使用3D打印的新汽车技术,这种技术不仅可以让一辆汽车自给自足,而且在晴天的时候可以无限里程的畅弛。据悉,美国能源部投220万美元研发太阳能3D打印技术,麻省理工学院认为3D打印技术将为太阳能电池技术带来变革。

随着全球气候日益恶化,不可再生能源的持续消耗,人们对清洁可再生能源的利用迫在眉睫。太阳能因其清洁、储量大,分布广泛等优点备受关注。对太阳能的利用中,太阳能电池占据了很大比例。近年来,钙钛矿电池因其制备技术简单,成本低廉,转换效率高等优势成为了研究热点。

目前研究的钙钛矿电池主要沉积在导电玻璃(FTO,ITO)上,由于玻璃的易碎性,大大的限制了钙钛矿电池的应用。可穿戴电子设备的逐渐发展,柔性光电子器件研发受到了人们的重视。钙钛矿电池属于薄膜电池,其在一定程度上具有弯曲的能力,因而,柔性钙钛矿电池器件的制备成为可能。

柔性基底一般为有机聚合物,其耐热性能较差,而在常规的钙钛矿电池中,金属氧化物界面层需要很高的烧结温度(500-600℃),这个温度会对柔性基底产生毁灭性的损坏。另外柔性钙钛矿电池常用ITO作为底电极,ITO方块电阻为10Ω/sq~50Ω/sq,阻值较大,对于大面积器件的效率影响较大。

据了解国际上也对3D打印技术进行了积极的探索,之前一家澳大利亚的研究机构利用3D打印技术还开发出了一种薄如纸张的太阳能电池,甚至能为一整栋摩天大楼提供能源。西班牙的Oxolutia公司也研制出了一种全新的光电池:Solar Oxides。Solar Oxides意为太阳能氧化物,这是一种非常柔性的光伏太阳能电池,可通过3D打印制造。

将太阳光聚焦在电池阵列上,宾州州立大学还发明了CPV面板。通过3D打印技术,总厚度仅有一厘米和它除太阳能电池和布线以外99%的材料都是由丙烯酸类塑料或树脂玻璃组成的。然而,CPV有它的局限性,只适用于有大量阳光直射的区域,像美国西南地区。

麻省理工学院认为3D打印技术将为太阳能电池技术带来变革,不仅仅提高20%的能源效率,还可以带来高达50%的材料节约。随着3D打印技术与传统制造技术的紧密结合,我们相信不仅仅是汽车,更可能是一座大厦的外墙都将实现能源的自给自足。

华中科技大学针对现有技术的以上缺陷或改进需求,发明了柔性钙钛矿太阳能电池的结构,其目的在于通过采用高电导率的金属作为底电极取代传统的导电性较差的ITO,减小底电极电阻,使其具备制备大面积器件的潜能。据悉,华中科技大学还通过采用无需高温加热的掺杂电子收集层收集电子,解决了柔性基底耐热性差的难题。

华中科技大学的柔性钙钛矿太阳能电池由柔性基底、金属底电极、掺杂电子收集层、钙钛矿层、空穴传输层和透明导电高分子顶电极组成。其中金属底电极为通过磁控溅射、热蒸发、喷涂或3D打印方法沉积的金属材料。这种电池在标准太阳光下,效率达到11%;弯折性能强,在半径为10mm的曲率下,弯折1000次以上,电池性能衰减很小。

华中科技大学的柔性钙钛矿太阳能电池可以应用在曲面墙壁,汽车顶端等不能用刚性材料的发电装置上,能够在不影响器件性能的情况下弯曲。让汽车实现晴天无限里程的畅弛?我们离这样的梦想更近了。

FR:a&s智慧城市


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201702/21/109097.html
责任编辑:suna
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
科学无国界,光伏结硕果:“现代太阳能之父”马丁·格林教授荣获中华人民共和国国际科学技术合作奖来源:投稿 发布时间:2026-07-08 12:18:27

马丁·格林教授,悉尼新南威尔士大学光伏领域杰出学者、被誉为“现代太阳能之父”,因在高效硅基太阳能电池理论与技术上的开创性贡献,以及四十余年持续推动中国光伏科技发展、产业孵化与高层次人才培养的突出成就,荣获2025年度中华人民共和国国际科学技术合作奖。他提出的奥格复合极限理论、钝化接触与微接触点等关键技术路径,催生了PERC、TOPCon等主流电池架构,显著提升光电转换效率,并加速全球清洁能源转型。其技术转移与中国合作直接助力中国光伏产业崛起——截至2024年底,中国光伏累计装机达887吉瓦,位居世界第一。他培养的50余名中国学子成为行业骨干,创办尚德电力等龙头企业;自1984年起与华中科技大学长期合作,开创国内现代光伏工程教育先河。此次获奖标志着中外光伏科技合作的重要里程碑。

串联太阳能电池光电转换效率创新高来源:科技日报 发布时间:2026-07-07 09:59:41

本文报道了一种新型串联太阳能电池的研发成果:德国亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心联合柏林洪堡大学及柏林材料科学中心,将铜铟镓硒(CIGS)与钙钛矿两种吸光材料结合,并引入优化的中间层结构,成功制备出光电转换效率达25.5%的电池,刷新同材料组合、同尺寸(面积1.081 cm²)器件的世界纪录。该效率已获权威认证并列入《焦耳》杂志发布的太阳能电池效率表——入选要求效率突出且有效面积大于1 cm²。研究团队通过筛选镍氧化物与自组装单分子层作为空穴传输材料,降低界面损失、增强稳定性;同时优化巴克明斯特富勒烯在氟化锂钝化层上的热蒸发工艺,提升电子选择性接触性能。内部测试显示同类架构电池效率已达27.5%,预示进一步突破可能。(199字)

美国前4月太阳能电池片进口4.8GW,埃塞跻身前五来源:光伏情报处 发布时间:2026-07-07 08:52:51

2026年1—4月,美国进口光伏电池片总量为4807MW,较2025年同期下降29%,但比2024年同期仍高出82%,整体需求维持高位。进口来源结构发生显著变化:此前高度依赖印尼、韩国、泰国等东南亚国家,2025年下半年起受美对多国加征关税及贸易调查影响,传统供应大幅收缩;埃塞俄比亚、菲律宾、土耳其等新兴出口国迅速填补缺口,其中埃塞俄比亚以411MW跃居前五。值得注意的是,2025年6月后美国自埃塞俄比亚的光伏产品进口额从近乎零飙升至超3亿美元,引发包括First Solar、Qcells等在内的多家美企联合申诉,指控部分企业借道埃塞俄比亚规避对中国产光伏产品的关税。

晶科能源(海宁)、晶科能源申请太阳能电池相关专利,提供含特殊导电层的太阳能电池及组件来源:新浪证券 发布时间:2026-07-02 10:58:27

本文介绍晶科能源(海宁)有限公司与晶科能源股份有限公司联合申请的一项太阳能电池及光伏组件发明专利。该专利申请于2023年9月18日提交,于2026年6月30日公布,聚焦光伏技术领域。其核心在于提出一种新型太阳能电池结构,包含具有绒面结构的基底、设于第一表面的发射极与钝化结构、以及与发射极电性连接的第一电极;关键创新点是引入位于第一电极与发射极之间的导电层,该导电层由形貌不同的第一导电颗粒(支化或线性形状)和第二导电颗粒复合构成,旨在优化电荷传输与界面接触性能。专利同时涵盖基于该电池的光伏组件设计。

山东科技大学科研团队在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得新突破来源:中新网 发布时间:2026-06-30 10:11:41

山东科技大学豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池稳定性难题上取得重要进展,相关成果发表于《Nature Communications》。针对柔性器件中钙钛矿层与聚合物基底热膨胀失配导致的疲劳裂纹问题,团队提出“错位偶极工程”策略,设计出一种可修复的含氟聚合物弹性体并引入钙钛矿薄膜。该材料显著增强晶界韧性、抑制热膨胀,从而缓解热应力损伤。实验显示,柔性器件光电转换效率达25.54%,刚性对照器件为26.83%;在严苛条件下表现优异:经11000次弯曲和500次热循环后,效率仍保持初始值90%以上。该研究为高稳定性、长寿命柔性光伏器件的实用化提供了新路径。

SAEL 集团北方邦 5GW 电池 + 5GW 组件制造基地正式动工来源:索比光伏网 发布时间:2026-06-30 10:10:15

印度可再生能源企业SAEL集团下属子公司SAEL Solar P6私人有限公司,在北方邦杰瓦尔市乔达摩佛陀纳格尔县正式启动一座总产能10吉瓦的一体化光伏制造基地建设。项目选址于亚穆纳高速公路工业发展局(YEIDA)第8区,占地200英亩,分设5吉瓦高效TOPCon太阳能电池与5吉瓦光伏组件两条产线。建成后,产品将主要面向印度国内市场,预计创造约2万个本地就业岗位。首期投资达820亿印度卢比(约合8.67亿美元)。SAEL方面强调,该项目不仅是一项重大产业基建工程,更被定位为支撑印度能源自主战略的关键举措。

上市公司宣布光伏扩产延期来源:索比光伏网 发布时间:2026-06-29 08:44:55

常州时创能源股份有限公司于6月25日发布公告,将其2023年科创板IPO核心募投项目——“高效太阳能电池设备扩产项目”的建设进度予以延期,预计达到预定可使用状态的时间由原定的2026年第二季度推迟至2028年第二季度,延期两年。该项目原计划提升后链式吸杂设备和体缺陷钝化设备的年产能分别至40台和150台。公司解释延期系因光伏行业技术路线快速迭代、设备需求结构发生深刻变化,叠加下游客户需求变动、宏观经济环境不确定性及资金使用效率考量,故审慎放缓设备采购与工程建设节奏,以保障财务稳健与战略可持续性。公告强调,此次调整未改变项目实施主体、方式、募集资金用途及投资总额,对项目整体实施不构成实质性影响。

投资10亿建设光伏电池工厂!来源:光伏技术 发布时间:2026-06-24 10:47:53

印度Navitas Solar拟投资10.75亿元,在古吉拉特邦建设3.6GW光伏电池厂及硅片硅锭中试线,首期2027年投产。项目占地超9.2万㎡,采用高度自动化、可升级产线,适配下一代电池技术,契合印度ALMM List-II政策,加速本土高端电池产能布局。

武汉理工大学AM:无反溶剂法制备高效α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-06-22 09:35:36

本文报道武汉理工大学团队针对无反溶剂法制备α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池所面临的成核缓慢、结晶不均及溶剂化中间体干扰等关键瓶颈,提出一种基于分子偶极矩调控的添加剂策略。研究筛选出偶极矩为1.9 Debye的氟取代间苯二甲酸二甲酯衍生物(DMIP-F),其可通过与Pb²⁺、FA⁺和I⁻形成多重配位与氢键作用,显著抑制不利中间相生成,将α相主导时间从150秒以上大幅缩短至23秒,从而获得高结晶性、低缺陷密度的高质量钙钛矿薄膜。基于该工艺,无反溶剂正置结构器件实现26.28%的光电转换效率,为同类器件最高公开纪录;同时展现出优异稳定性——85℃老化1500小时后效率保持93.7%,最大功率点追踪1000小时后仍维持初始效率的90%。

北京大学周欢萍/严纯华等Nature:原位聚合限域策略实现高效蓝光钙钛矿LED来源:北京大学材料科学与工程学院、北京大学新闻 发布时间:2026-06-18 15:22:05

北京大学周欢萍、严纯华与孙聆东等合作,在《自然》发表研究,提出“原位纳米晶限域”策略,突破蓝光钙钛矿LED(PeLED)发展中高结晶性与小尺寸难以兼顾的核心瓶颈。该策略利用可聚合配体在结晶过程中原位形成聚合物网络,动态限制纳米晶生长,既抑制晶粒过度长大,又延长晶格重排时间,从而获得尺寸均一、缺陷少、结晶度高的纳米晶;同时诱导正交相向立方相转变,削弱电子-声子耦合,提升辐射复合效率。所得薄膜光致发光量子产率(PLQY)达83%,据此制备的蓝光PeLED在491 nm处实现21.8%的外量子效率(EQE),并使器件运行寿命提升超6倍。该方法具有普适性,为高性能光电材料设计提供了新路径。

伊拉克建成首座太阳能电池板工厂来源:光伏情报处 发布时间:2026-06-16 16:49:01

2026年6月,伊拉克首座智能化太阳能电池板工厂“النور(光明)”在卡尔巴拉投产,由阿巴斯圣祠牵头建设。该厂年产能100兆瓦,采用国际先进自动化设备与智能质检体系,实现光伏产品本土化制造突破,推动能源结构绿色转型。政教高层共同出席投产仪式,凸显其国家战略意义。