莫納什大學(xué)科學(xué)團(tuán)隊(duì)通過3D打印技術(shù)大大縮短太陽能電池檢測時(shí)間

日前，澳大利亞莫納什大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用了3D打印的關(guān)鍵組件建造了一個(gè)新系統(tǒng)，大大縮短了太陽能電池測試的時(shí)間。這臺(tái)機(jī)器可以同時(shí)分析16個(gè)基于鈣鈦礦的太陽能電池樣品，大大地加快了分析過程。

新發(fā)明意味著人們可以非常迅速地評估新化合物的性能和商業(yè)潛力，顯著加快開發(fā)過程。

澳大利亞研究委員會(huì)（Australian Research Council，ARC）激子科學(xué)卓越中心項(xiàng)目負(fù)責(zé)人亞當(dāng)·思麥克（Adam Surmiak）說“第三代鈣鈦礦電池已經(jīng)將性能提高到25％以上，這幾乎與傳統(tǒng)硅基電池的效率水平相同。但這些結(jié)果都是在室內(nèi)條件下對毫米大小的樣品進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室測試，因此并沒有考慮到現(xiàn)實(shí)世界的全部因素，比如環(huán)境條件、電池的使用、制造過程，以及隨著時(shí)間的推移可能出現(xiàn)的惡化。為了做出正確的決定，我們需要知道每個(gè)不同的單元設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)中是如何大規(guī)模運(yùn)作的，為了做到這一點(diǎn)，我們需要一個(gè)合適的數(shù)據(jù)庫，這樣我們就可以挑選出最好的候選方案來進(jìn)行下一階段的工作。這個(gè)新系統(tǒng)讓我們可以非?？焖俚亟ㄔ欤⒓铀購膶?shí)驗(yàn)室到制造的轉(zhuǎn)變。”

鈣鈦礦型太陽能電池制定正確的配方被認(rèn)為是化石燃料向可再生能源過渡至關(guān)重要的一步。鈣鈦礦型太陽能電池的成本比硅電池低10倍，制造成本也低得多。由鈣鈦礦制成的屋頂太陽能電池板能在幾個(gè)月內(nèi)收回成本，而現(xiàn)有型號的太陽能電池要數(shù)年才能收回成本。

為了達(dá)到建造該系統(tǒng)所需的高水平精度，研究人員利用超精細(xì)銑削技術(shù)和16微米精度的3D打印機(jī)完成了他們的設(shè)計(jì)。除了建造這個(gè)新的測試設(shè)備，研究人員還能夠顯著加快實(shí)際的太陽能電池制造過程。

思麥克說“實(shí)驗(yàn)性高通量概念對于下一代能源材料的發(fā)現(xiàn)將變得越來越重要，從而推動(dòng)了向碳中和能源經(jīng)濟(jì)的過渡。我們的新設(shè)備能夠在一天之內(nèi)測試數(shù)千個(gè)太陽能電池，使我們領(lǐng)先于全球幾乎所有其他研發(fā)實(shí)驗(yàn)室?！?/p>

這項(xiàng)研究發(fā)表在《太陽能RRL》雜志上。