美国使用喷墨打印技术造出廉价太阳能电池

    据美国物理学家组织网6月28日报道，美国俄勒冈州立大学的工程师们首次找到了一种方法：使用喷墨打印技术成功地制造出了CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池，新方法使原材料浪费减少了90%，并通过使用一些富有潜力的化合物，显著降低了太阳能电池的制造成本。有关专家表示，借助该项技术，科学家最终能制造出性能极佳、能被快速制造、成本超低的薄膜太阳能电子设备。　　

该研究发表在专业杂志《太阳能材料和太阳能电池》上，科学家们也为这项技术申请了专利。尽管现在研制出的太阳能电池的转化率仅为5%，需要近一步的研究来加以提高，但科学家们相信，该研究最终将引出新一代的太阳能技术。

俄勒冈州立大学化学、生物学和环境工程系的教授张志宏（音译）表示：“这项技术极富潜力，有望成为太阳能领域重要的新技术。迄今为止，还没有一个人使用喷墨技术制造出能工作的CIGS太阳能设备。”

张志宏解释道，新技术的一个优势是能显著减少材料的浪费。最新技术并不会使用昂贵的气相淀积法将化合物沉积在基座上——这种方法会造成原材料的大量浪费；喷墨技术不仅可以制造出精确的图样，而且浪费很少。

另外，最新方法使用了一种极有潜力的化合物黄铜矿——也被称为CIGS（铜铟镓硒），CIGS能大大提高太阳能转换效率。一层黄铜矿仅为一到二微米厚，然而，它从光子那儿捕捉的能量几乎与由硅制成的50微米厚的材料相媲美。

最新研究中，科学家们制造出了一种墨水，使用喷墨方法，能将黄铜矿印刷在基座上，能源转化效率约为5%。科学家们表示，从理论上来讲，他们可以获得12%的转化效率，这样，就可以制造出进行商业化生产的太阳能电池。

科学家们也和该校化学工程系副教授格雷格·赫尔曼合作，研究了其他也能够被应用于喷墨技术的化合物，其成本甚至更低。

许多制造太阳能电池的方法要么非常耗时，要么需要使用昂贵的真空装置或有毒的化合物。俄勒冈州立大学的科学家正着手消除这些障碍并研制出成本更低、更环保的太阳能技术。他们表示，最新技术或许会孵化出很多新兴企业，提供大量就业岗位。如果制造成本能持续走低，其他障碍被一一攻破，终有一天，人们甚至能制造出可以直接整合进屋顶材料中的太阳能电池，让太阳能电池真正“飞入寻常百姓家”。

张志宏总结道：“总而言之，我们研究出了一种简单、快捷、直接的、基于溶液的沉积过程来制造高质量的CIGS太阳能电池的方法，通过控制低成本金属盐前体化合物在分子层面的结构，可以方便地获得安全、简单、在空气中稳定的墨水。”