3D打印

3D打印系統將太陽能電池測試從幾小時加速到幾分鐘

2025China.cn   2020年05月26日

  得益于澳大利亞莫納什大學科學家構建的新系統,該系統集成了3D打印的關鍵部件,因此新一代太陽能電池新設計的測試現在可以在數小時而不是數天的時間內完成。

  該機器可以同時并行分析16個基于鈣鈦礦的樣品太陽能電池,從而極大地加快了這一過程。

  本發明意味著可以非常迅速地評估新化合物的性能和商業潛力,從而大大加快了開發過程。

  “第三代鈣鈦礦電池的性能已提高到25%以上,幾乎與傳統硅基電池的效率水平相同,” ARC勵磁科學卓越中心的項目負責人Adam Surmiak先生說。

  “但是這些結果是在室內條件下對毫米大小的樣品進行實驗室測試得出的,因此沒有考慮到現實世界中的所有因素,例如環境條件,電池的用途,制造過程,并且隨著時間的推移可能會惡化。

  “要做出正確的決定,我們需要知道每種不同的電池設計在現實世界中將如何大規模發揮作用,并且為此,我們需要一個適當的數據庫,以便我們選擇最佳候選人來進行下一階段。新系統使我們能夠非常快速地構建該模型,并加快從實驗室到制造的過渡。”

  為鈣鈦礦型太陽能電池制定正確的配方被認為對從化石燃料向可再生能源的過渡至關重要。它們的成本比硅電池低約10倍,并且制造成本低得多。

  用鈣鈦礦制成的屋頂太陽能電池板將在數月內而不是數年內收回成本,這是當前型號的情況。

  為了獲得構建系統所需的高精度,博士。候選人Surmiak和他的同事求助于莫納什大學的儀器設施和澳大利亞國家制造設施一部分的墨爾本納米制造中心,該中心是高度專業化的加工和設備設施。在那里,研究人員的設計是使用超細銑削和16微米精度的3-D打印機制作的。

  除了開發和設置這個新的測試設施外,Surmiak先生還能夠大大加快實際太陽能電池的制造過程。

  Exmiton Science的首席研究員Umi Bach教授是Surmiak工作所在的莫納什大學實驗室的負責人,他將該發明描述為世界領先的。

  他說:“實驗性高通量概念對于下一代能源材料的發現將變得越來越重要,從而推動了向碳中和能源經濟的過渡。”

  “我們的新設備能夠在一天之內測試數千個太陽能電池,使我們領先于全球幾乎所有其他研發實驗室。”

  這項研究發表在《太陽能RRL》雜志上。

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