美用钙钛矿制造3D打印太阳能电池 颇具成本效益

:近日，美国空军研究实验室(AFRL)开发出一种新的3D打印技术，用来制造太阳能电池。该技术以薄膜钙钛矿为主要材料，更具成本效益，具有大量的应用潜力。使用这种材料和打印工艺，人们可以在衣服上打印柔性太阳能电池。自我供能机器人、发光装置。

根据最近发表在科学杂志《NationalEnergyMaterials》上的一项新研究，空军研究实验室(AFRL)的研究人员正在采用Optomec的气溶胶喷射技术来更具成本效益地制造太阳能电池，并认为这种方法具有大量的应用潜力。

太阳能是一种清洁能源，但目前的太阳能电池制造是一个复杂、耗时、劳动力密集和高成本的过程。“如果想让太阳能具有竞争力，就必须让太阳能电池更高效和更具成本效益，”研究人员说，“硅电池使用纯无机材料，这些材料本身很硬。我们需要一种易于打印，同时还能捕获阳光的材料。”

受新闻纸启发，其中一卷卷的纸被印刷上墨水，研究人员认为，如果能打印一种无机-有机杂化材料，太阳能也能被捕获，同时不会很贵。

事实证明，薄膜钙钛矿这种材料具有优异的光吸收能力和强大的能量转换效率。20世纪90年代这种材料就已经出现，只是一直被用来生产发光二极管，而不是捕获太阳能。

研究人员用超声波对钙钛矿前驱体材料进行了雾化，从而能将细小的气溶胶液滴送到气溶胶喷射打印机喷嘴中。在CAD工具路径的帮助下，材料可以涂覆一个合适的表面，最终创造出一个效率达到15.4%的太阳能电池。

研究人员进行了进一步的研究，将这种材料打印到一个3D表面上，由此得来的太阳能电池能保持5.4%的效率。

应用几乎是无限的。使用这种材料和打印工艺，人们可以在衣服上打印柔性太阳能电池。自我供能机器人、发光装置，甚至自我供能的柔性传感器突然能在不久的将来实现。

研究人员已为该技术提交了专利申请，目前正在等待审批结果。

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