211service.com
Spausdinimas rašaliniu būdu pigesniems saulės elementams
Patobulintas saulės elementų gamybos procesas leistų gamintojams sumažinti reikiamą silicio kiekį per pusę. Kadangi silicis gali sudaryti apie tris ketvirtadalius įprastų saulės elementų kainos, tai gali žymiai sumažinti saulės energijos kainą. Ši technika gali sumažinti kitų naudojamų medžiagų kiekį ir pagerinti saulės elementų veikimą.
Švari energija: Rašalinis spausdintuvas, skirtas saulės elementų prototipams gaminti Nacionalinėje atsinaujinančios energijos laboratorijoje, yra įdėtas į pirštinių dėžutę eksperimentinei kontrolei. Spausdintuvas gali nusodinti daugybę medžiagų, skirtų saulės elementams su nauju tikslumo lygiu.
Proceso metu naudojamas rašalinis spausdinimas, kad būtų galima prijungti saulės elementą, pakeičiant esamą šilkografijos procesą. Kadangi rašalinis metodas yra tikslesnis, šioms jungtims galima naudoti mažiau medžiagos. Be to, kadangi spausdinimo galvutės nesiliečia su siliciu, metodas veikia su plonesnėmis silicio plokštelėmis. Procese naudojamas rašalinis spausdintuvas, kurį sukūrė „iTi Solar“. , įsikūrusi Boulder, CO, kuri iš pradžių buvo skirta elektronikai, pvz., jutiklinių ekranų kontaktams, spausdinti.
The Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija (NREL), Golden, CO, kuris padėjo vadovauti įrenginio dizainui, dabar pradeda gaminti saulės elementų prototipus, naudodamas šią technologiją. Kadangi rašalinis spausdintuvas gali būti naudojamas esamose saulės elementų gamybos linijose, jis galėtų būti naudojamas komercinėje gamyboje per metus. Maikelis van Hestas NREL mokslininkas.
Vienas iš pirmųjų pritaikymų galėtų būti silicio saulės elementų, labiausiai paplitusių šiandien parduodamų saulės elementų, gamyboje. Silicis sugeria šviesą ir paverčia ją elektronais, o ant silicio atspausdintos sidabrinės linijos surenka šiuos elektronus, sukurdamos elektros srovę. Įprastinėje gamyboje šios sidabrinės linijos spausdinamos naudojant šilkografiją. Naujajame procese naudojamas sidabrinis rašalas yra daug laidesnis nei šilkografijoje naudojama sidabro pasta, o rašalinis spausdinimas yra tikslesnis. Dėl to galima atspausdinti daug plonesnes linijas – 35–40 mikrometrų pločio, palyginti su 100–125 mikrometrų pločio šilkografijos būdu, sako van Hestas. Naudojant mažiau sidabro sutaupoma pinigų. Tai taip pat pagerina saulės elemento veikimą, nes plonesnės linijos mažiau uždengia aktyvią medžiagą.
Švari energija: Rašalinis spausdintuvas, skirtas saulės elementų prototipams gaminti Nacionalinėje atsinaujinančios energijos laboratorijoje.
Didžiausias privalumas, pasak van Hestas, yra tas, kad spausdinant rašaliniu būdu, skirtingai nei šilkografijoje, silicio plokštelei netaikomas spaudimas. Tai leidžia naudoti daug plonesnes plokšteles, sako jis. Įprastuose saulės elementuose plokštelės yra apie 200 mikrometrų storio. Jei padarysite plonesnį, dauguma jų sulūžs gamybos metu, sako van Hestas. Jei pasirinksite nekontaktinį metodą, jums nereikia dėl to jaudintis. Galite naudoti šimto mikrometrų ar net plonesnes ląsteles. Tai reiškia, kad galite sutaupyti 50 procentų silicio kainos. NREL nusprendė naudoti iTi Solar spausdintuvus, o ne kitų gamintojų spausdintuvus, dėl dviejų pagrindinių priežasčių. Pirmasis yra sistemos tikslumas: spausdintuvai gali pilti rašalą 1 mikrometro tikslumu, o ne 10–15 mikrometrų kitose sistemose, sako van Hestas. Taip pat lengva pritaikyti darbui su skirtingais rašalu ir skirtingomis saulės elementų technologijomis. Pavyzdžiui, sistema galėtų būti naudojama plonasluoksniams saulės elementams, pagamintiems iš puslaidininkių, tokių kaip vario indžio galio (di)selenidas (CIGS), gaminti naudojant NREL sukurtus rašalus.
Saulės elementų gamyboje anksčiau buvo svarstomas spausdinimas rašaliniu būdu. Iš pradžių apie tai buvo daug diskusijų – prieš dvejus metus visi apie tai kalbėjo, sako Bruce'as Morganas, „iTi Solar“ generalinis direktorius. Tada, matydami praktinius rezultatus, žmonės nusiminė. Jis sako, kad problema buvo ta, kad spausdinimo galvutės buvo nepakankamai didelės skiriamosios gebos arba įmonės nesuprato spausdinamos medžiagos iškraipymo. Pirmieji „iTi Solar“ sistemos rezultatai rodo, kad ji išsprendė šias problemas. Matėme, ką jis gali padaryti, ir iki šiol tai labai įspūdinga, sako van Hestas.
NREL sistema sukurta gaminti tik prototipų ląsteles. Van Hestas teigia, kad šią technologiją galima nesunkiai išplėsti, pavyzdžiui, padidinus spausdinimo galvučių skaičių, kad iš karto būtų galima pagaminti daug elementų komercinei gamybai.