噴墨打印太陽能電池制造技術

據美國物理學家組織網報道，美國俄勒岡州立大學的工程師們首次找到了一種方法：使用噴墨打印技術成功地制造出了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。有關專家表示，借助該項技術，科學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備。
該研究發表在專業雜志《太陽能材料和太陽能電池》上，科學家們也為這項技術申請了專利。盡管現在研制出的太陽能電池的轉化率僅為5%，需要近一步的研究來加以提高，但科學家們相信，該研究最終將引出新一代的太陽能技術。
俄勒岡州立大學化學、生物學和環境工程系的教授張志宏（音譯）表示：“這項技術極富潛力，有望成為太陽能領域重要的新技術。迄今為止，還沒有一個人使用噴墨技術制造出能工作的cigs太陽能設備。”
張志宏解釋道，新技術的一個優勢是能顯著減少材料的浪費。最新技術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；噴墨技術不僅可以制造出精確的圖樣，而且浪費很少。
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，能源轉化效率約為5%。科學家們表示，從理論上來講，他們可以獲得12%的轉化效率，這樣，就可以制造出進行商業化生產的太陽能電池。
科學家們也和該校化學工程系副教授格雷格·赫爾曼合作，研究了其他也能夠被應用于噴墨技術的化合物，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。俄勒岡州立大學的科學家正著手消除這些障礙并研制出成本更低、更環保的太陽能技術。他們表示，最新技術或許會孵化出很多新興企業，提供大量就業崗位。如果制造成本能持續走低，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構，可以方便地獲得安全、簡單、在空氣中穩定的墨水。”


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