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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:新型太阳能电池3d打印机
学校名称:南昌理工学院
参赛队伍:创新2队
参赛学生:杜华波 贾豫海 盛向阳  
指导老师:邱震钰 郭宗帅  

详细说明


传统的太阳能电池生产需要制备高纯度硅棒,切片,制绒等一系列复杂的工艺,耗能费时,并且切片的同时会造成不可避免的硅料损失。因此,目前我们研发了一项新的3D打印的太阳能电池技术,它的应用材料其实很简单,只要把3D打印机和一些钙钛矿材料结合起来就能很快制造出3D打印的钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池用CH3NH3PbI3甲基氨基碘化铅/甲胺铅碘/ CH3NH3PbI3/钙钛矿)和CH3NH3PbBr3(甲胺溴铅)当做吸光层应用于染料敏化太阳能电池,3d打印机采用FDM成型技术FDM加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动,热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头,并在喷头中加热和熔化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成两毫米厚的软玻璃,在打好的软玻璃上放上FTO玻璃,在FTO表面涂上一层二氧化钛致密层(二氧化钛加上聚乙二醇做成浆料)和二氧化钛多孔层以及多空支架层作为支撑结构将CH3NH3PbI3和CH3NH3PbBr3做吸光层填充进去,做上空穴传输层涂上银电极,再打上一层两毫米厚软玻璃将太阳能电池包裹进去。FDM喷头左边是惰性气体罐,3d打印机进行工作时放出惰性气体,打印完成后进行气体收集将惰性气体和打印中生的有害气体一起收集,防止污染空气

生产钙钛矿电池比普通的晶硅薄膜电池耗能更少,效率更高,工序简单,采用FDM技术,并且打印出的电池板只有薄纸板厚度。柔韧性好甚至可以卷起来,灵活、廉价且方便运输,并且有机钙钛矿材料的使用极大的提高了太阳能铁电池的制作工艺,减少了对硅基板和晶片的使用。不需要生产大量的硅基板和晶片,只要在阳光充足的地方都可以生产,而且高效且使用时间长,只要有阳光就可以使用,根据制作电池板的大小应用于不同场景,比如放在登山包正面,连上充电宝给充电宝蓄电,或者安装在汽车内部小的空气净化器表面,平时充电,用时放电。并且我们增加了软玻璃这一优良经济保护膜,软玻璃是一种优质的塑胶复合材料,表面光滑、亮丽透明、、具有耐热100度、耐寒30度、抗老化、透光性好、使用寿命长。解决了铅污染问题,让太阳能电池耐高温耐低温,耐重压抗老化,同时,保证了电池的轻便灵活特性


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