我們會很快看到3D打印太陽能電池嗎？

研究人員在橡樹嶺國家實驗室(ORNL)有了新發現！這一次，科學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，鈣鈦礦因其能將陽光轉化為電能而廣受歡迎?，F在，ORNL的研究人員已經開發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，開發新一代太陽能電池。

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得益于其不同的生產方法，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，有助于引領通向更清潔、更可靠的電源的道路。隨著全球變暖的威脅在全世界變得越來越明顯，這是一個重要的考慮因素。值得注意的是，該研究的合著者奧爾加·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打印來制造可穿戴設備，將它們放在汽車頂部，真正普及鈣鈦礦太陽能電池的使用。你可以把它們放在任何地方。”奧爾加·奧徹尼克娃認為，未來3D技術在這一領域發揮重要作用并不令人驚訝。

 

為什么是鈣鈦礦？

 

雖然3D打印近年來經常在ORNL使用，但問題是為什么要用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，標準的多晶硅太陽能電池已經達到約23%的峰值轉換效率，而鈣鈦礦似乎可以超過這一水平。雖然研究人員沒有提到轉換率可能是多少，但他們指出，研究表明，這種材料已經顯示出了它們的潛力"未開發的光能資源."

 

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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，價格低廉。由于這些特性，有可能設計出可以覆蓋任何類型表面的薄膜。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，我們正在研究如何設計和改進這些材料，以增強它們的光伏效應。我們可以考慮下一個層面。”