3D打印助力 太阳能电池板薄如纸

太阳能电池板正在逐步改变着我们的能源获取方式，已经被越来越多的人认可和接受。这是一种通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”，但因制作成本很大，以至于还不能被大量广泛和普遍地使用。

为了改变上述状况，过去几年间，澳大利亚一个由50位科学家组成的团队一直在积极尝试使用“增材制造”(AM)技术来优化太阳能电池板的生产工艺，以实现建造自我供电的新一代房屋的梦想。AM技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。，AM技术近20年来取得了快速的发展，“快速原型制造(RapidProto-typing)”、“三维打印(3DPrinting )”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication)”之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。

近日，该团队通过AM技术研发出一种有机可打印的太阳能电池板。它虽然只有纸一样厚薄，但优势明显，供电能力一点也不差。有趣的是，将太阳能电池纸板贴合在建筑物上，甚至能为一整栋摩天大楼提供源源不断的能源。研究人员通过反复攻关，改进了一种3D打印机，可使用太阳能墨水来制造太阳能电池纸板。与传统的硅基太阳能电池板相比，这种新产品不仅仅体积轻薄，并且制作成本非常低廉，使用方法也如同连接电池一样的简单。它可以在屋顶或玻璃等实际的房屋位置上直接利用3D Printing技术打印出来，节省了制造电池板的诸多繁琐的环节。

3D Printing以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。它实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置，与普通打印工作原理基本相同。打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

目前，研究人员已经成功地借助改进型的太阳能墨水3D打印机将每个有机太阳能电池的单元减小到只有硬币大小的体积。这种太阳能电池纸板物美价廉，样子和工作方式与传统的硅基太阳能电池板都有所不同。科学家试图尝试将这些小巧体积的产品用于除了大型建筑物之外的小物体上。如果这一设想能实现，那么风靡全球的苹果平板电脑表面、笔记本背包和手机外壳等将不仅仅充当包裹作用，还可以成为能源收集器，为这些可移动设备提供电能。

研发团队希望太阳能电池纸板项目能够得到政府的支持，如果得以大规模推广，将减少一些发达国家对传统能源的依赖，同时为发展中国家处于电网之外的偏远地区提供一种低成本、高效率、可实行的电力来源。那就不必担心能源匮乏问题了，而且还会缓解因石化能源带来的环境污染问题。墨尔本大学和蒙纳士大学组成的合作机构甚至已经开始考虑如何将这项技术送到世界上那些几乎用不上电的偏远地区。研发者希望能够在不远的将来，以低能源为应用起点，逐步实现这种新型发电装置的商业化制造。根据计划，太阳能电池纸板将在接下来几年内向市场推广。相信以目前的发展速度，这样美好的未来很快就会到来。