3D印刷技術がPVに会うとき

- Jul 24, 2018-

エネルギーは人類社会の存在と発展にとって重要な物質的基盤である。 社会の発展に伴い、石炭や石油などの再生不可能な資源が減少しており、クリーンエネルギーの開発が差し迫っています。 太陽エネルギーは地球上で最も豊富なエネルギー源として注目されています。 現在、太陽電池は、人々が無限で清浄な太陽エネルギーを電気に変換できる太陽エネルギーを使用する重要な方法です。

太陽光発電業界は過去10年間で40%以上の成長率を示し、世界で最も急速に成長する新興産業の1つになっています。 不完全な統計によると、中国で太陽エネルギー新興技術産業の研究、開発、生産および適用に従事する1,000以上のユニットがあります。 2008年以来、中国は世界最大の太陽電池メーカーとなっており、太陽電池の生産は5年連続で世界で初めてです。 現在のPV市場では、主流の製品が結晶シリコン太陽電池であり、市場シェアは85%以上であり、商業効率は最高で22%以上に達しています。 結晶シリコン太陽電池は今後10年間で依然として支配的になると予想されている。

太陽電池産業の発展に伴い、結晶シリコン太陽電池技術が急速に発展している。 結晶シリコン太陽電池技術は、主に2つの主要な方向に集中している:第1に、既存の電池構造とプロセスに基づいて、1つ以上のプロセス(例えば、最適化された表面パッシベーション技術、選択的エミッタ)技術、 、点接触技術および3D印刷電極技術を用いて電池変換効率を改善する。 第2に、既存のバッテリ構造、プロセスまたは材料(例えば、HITバッテリまたは価格キー飽和型太陽電池など)を変更して、バッテリ変換効率を改善する。

なかでも、3D印刷電極技術は、金属材料の利用率が高いことや、薄膜電池用途に適した簡便なプロセスにより、電池製造コストを大幅に削減することができ、ますます注目を集めている業界。

さらに、結晶シリコン太陽電池に加えて、薄膜電池に3D印刷技術を適用することができる。 たとえば、オレゴン州立大学の研究者は、90%の原材料を節約し、3D印刷技術を使用して銅インジウムガリウムセレン化物(CIGS)薄膜太陽電池を製造しました。 マサチューセッツ工科大学(MIT)は現在、1.5%〜2%のバッテリ効率を提供する特殊な3Dプリンタを通じて、紙に薄膜太陽電池を印刷しています。

3D印刷技術は、高解像度で良好な導電性を有するグリッド線を印刷することができるだけでなく、製造コストを低減することができる。 高抵抗のエミッタと組み合わせて、さまざまな新しい太陽電池技術に適用することができます。 国内外では、この技術の開発を積極的に研究し、適用しています。 したがって、太陽電池の製造プロセスに3D印刷技術を適用することは時代の流れになるでしょう。 この技術はまた、太陽電池の品質と効率を大幅に向上させます。

太陽光発電はもはや市場セグメントではなく、エネルギー市場の成長の一途を辿り、2050年までに太陽光エネルギーが主なエネルギー源となるでしょう。しかし、現在の技術は効率の限界に達しています。 したがって、太陽光発電の可能性を解き明かし、それを人が利用できる主なエネルギー源とするための鍵は、太陽光発電技術の進歩にあります。 3D印刷技術は、太陽光発電のコストを従来の発電のコストまで削減することが期待されています。