我們會(huì )很快看到3D打印太陽(yáng)能電池嗎？

研究人員在橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室(ORNL)有了新發(fā)現！這一次，科學(xué)家們對鈣鈦礦感興趣，這種礦物最初被認為是由鈣、鈦和氧組成的晶體，但現在指的是具有相同晶體結構的其他金屬成分。近幾年來(lái)，鈣鈦礦因其能將陽(yáng)光轉化為電能而廣受歡迎?，F在，ORNL的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出用這種材料設計零件的新方法，包括增材制造。值得注意的是，他們正在研究如何將3D打印和鈣鈦礦結合起來(lái)，開(kāi)發(fā)新一代太陽(yáng)能電池。

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得益于其不同的生產(chǎn)方法，該研究背后的團隊相信，它可以制造出更高效、更耐用的光伏器件，有助于引領(lǐng)通向更清潔、更可靠的電源的道路。隨著(zhù)全球變暖的威脅在全世界變得越來(lái)越明顯，這是一個(gè)重要的考慮因素。值得注意的是，該研究的合著(zhù)者奧爾加·奧徹尼克娃談到了使用增材制造的好處，他評論道:“我們可以使用3D打印來(lái)制造可穿戴設備，將它們放在汽車(chē)頂部，真正普及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的使用。你可以把它們放在任何地方。”奧爾加·奧徹尼克娃認為，未來(lái)3D技術(shù)在這一領(lǐng)域發(fā)揮重要作用并不令人驚訝。

 

為什么是鈣鈦礦？

 

雖然3D打印近年來(lái)經(jīng)常在ORNL使用，但問(wèn)題是為什么要用AM和perovskites呢？如前所述，研究人員研究這種材料的主要原因之一是它的轉換效率。目前，標準的多晶硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)達到約23%的峰值轉換效率，而鈣鈦礦似乎可以超過(guò)這一水平。雖然研究人員沒(méi)有提到轉換率可能是多少，但他們指出，研究表明，這種材料已經(jīng)顯示出了它們的潛力"未開(kāi)發(fā)的光能資源."

 

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此外，鈣鈦礦也是一種對研究人員有吸引力的材料，因為它的重量輕，柔韌性好，價(jià)格低廉。由于這些特性，有可能設計出可以覆蓋任何類(lèi)型表面的薄膜。在這種情況下，很明顯，添加制造可以提供很大的好處，特別是由于它能夠制造具有復雜幾何形狀的零件。

 

然而，目前，一些限制并不允許鈣鈦礦的充分民主化。與硅相比，這種礦物降解得更快，這使得它不太耐用。這是現在ORNL科學(xué)家面臨的挑戰。奧徹尼克娃總結道，“現在我們更好地理解了一些基礎物理學(xué)，我們正在研究如何設計和改進(jìn)這些材料，以增強它們的光伏效應。我們可以考慮下一個(gè)層面。”