當3D打印技術遇上光伏

　　能源是人類社會存在和發(fā)展的重要物質基礎。隨著社會的發(fā)展，煤炭、石油等不可再生資源的日益減少，開發(fā)清潔能源迫在眉睫。太陽能作為地球上最豐富的能源而備受關注。目前，太陽能電池是人們利用太陽能的一種重要方式，可將資源無限、清潔干凈的太陽能轉換為電能。

　　光伏產(chǎn)業(yè)在過去10年中呈現(xiàn)40%以上的增長幅度，成為世界上發(fā)展最快的新興產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)在我國從事太陽能新興技術產(chǎn)業(yè)研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應用的單位已經(jīng)超過1000家。自2008年，我國就已成為全球第一大太陽能電池生產(chǎn)國，太陽能電池的產(chǎn)量連續(xù)5年位列世界第一。在當前的光伏市場中，主流產(chǎn)品是晶硅太陽能電池，其市場份額超過了85%，商業(yè)化最高效率已經(jīng)達到22%以上。預計在未來10年內(nèi)，晶硅太陽能電池仍將占據(jù)主導地位。

　　隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，晶硅太陽能電池技術呈快速發(fā)展趨勢。晶硅太陽能電池技術主要集中在2大方向：一是在現(xiàn)有電池結構和工藝的基礎上，在一個或多個工序中引入新的生產(chǎn)工藝（如優(yōu)化的表面鈍化技術、選擇性發(fā)射極技術、優(yōu)化的表面織構化技術、點接觸技術及3D打印電極技術等）來提高電池轉換效率；二是改變現(xiàn)有的電池結構、工藝流程或材料（如HIT電池或價鍵飽和型太陽電池等）來提高電池轉換效率。

　　其中，3D打印電極技術，由于金屬材料利用率高，工藝過程簡單、適合用于薄片電池，能更大程度節(jié)約電池生產(chǎn)成本，因而越來越受到業(yè)內(nèi)關注。

　　另外，3D打印技術除了用在晶體硅太陽電池以外，也可以應用在薄膜電池上。如美國俄勒岡州立大學的研究者們使用3D打印技術成功地制造出了銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽電池，節(jié)約了90%的原材料。麻省理工學院（MIT）則通過一臺特制3D打印機將薄膜太陽電池印刷到紙張上，這種電池目前可提供1.5%——2%的電池效率。

　　3D打印技術不僅能打印出分辨力高、導電性好的柵線，而且能夠降低生產(chǎn)成本，可以和高方阻發(fā)射極完美結合并應用于各類太陽電池新技術。國內(nèi)外都在積極研究及應用推廣該技術的發(fā)展，所以，3D打印技術應用于太陽能電池的制造工藝將是大勢所趨，這一技術也會帶來太陽能電池質量和效率的大幅提高。

　　光伏不再是一個細分市場，而將是能源市場不斷增長的一個部分，或者更進一步說，到2050年太陽能將成為我們的主要能源。然而，目前的技術已經(jīng)達到其效率的極限，因此，解鎖太陽能發(fā)電的潛能，使其成為人類可用的主要能源的關鍵在于光伏技術的進步。希望3D打印技術可以使太陽能發(fā)電成本下降至與傳統(tǒng)發(fā)電成本相當。