 1 麻省理工学院和宾汉姆顿大学的新研究 有助于加快聚合物3D打印过程 2017年4月4日，美国宾汉姆顿大学介绍了其与麻省理工学院的研究人员共同开展的研究。该研究确定了现有的聚合物3D打印机的一些技术瓶颈，如果改进，则可以加快聚合物3D打印的整体过程。该项目得到了洛克希德马丁公司的资助，同时得到了美国国防部以及麻省理工大学的项目支持。相关研究成果发表在了近期的“Additive Manufacturing”（《增材制造》）杂志上。 虽然3D打印增材制造技术正在快速向着新材料和新应用发展，但了解其相关工艺技术的性能限制并通过改进机器设计和工艺集成来克服这些限制仍是至关重要的。在研究针对热塑性聚合物和复合材料的挤出增材制造（或熔丝制备）过程中，研究人员发现并验证了限制其系统性能的关键点：一个用于进料的夹紧轮机构。这个夹紧轮需要配合打印材料的充分熔化过程，从而限制了其可以施加的压力以及进料速度。  ▲网络图片：聚合物3D打印成果 由此，研究人员发现，聚合物的熔化速度是在许多应用中限制聚合物打印系统速度的因素。推动聚合物通过喷嘴所需的压力是对温度强依赖的，如果材料不够热，打印机就不能有效地将聚合物从喷嘴中挤出去。 这个发现有助于为提高聚合物3D打印速度的改进方法找到方向，并为如何平衡打印精度和打印速度找到突破口。研究人员表示希望这项工作能激发更多的相关研究，比如对聚合物的预热以及多头印刷等。 2 美国普渡大学通过改变商用硅晶片结构 开发出低成本太阳能吸收体  2017年4月5日,美国普渡大学研究团队通过改变商用硅晶片的结构，制备出了低成本太阳能吸收体，能够承受聚光太阳能发电设施工作时的高温。 此项研究推进了将太阳能光伏电池、热电装置和蒸汽涡轮机结合的混合式系统的设计。在这种混合系统中，太阳能光伏电池将可见光和紫外光转换为电能，热电装置将热能转换为电能，蒸汽涡轮机则负责发电。启动热电设备和蒸汽涡轮机使用的热能是靠使用镜子将太阳光聚焦到一个“太阳能选择吸收和反射器”而收集和存储的。为了可以有效的收集太阳的热能，我们需要基于低成本材料制成的经过特别设计的表面来选择性的只吸收光谱中某一特定范围的光子，同时反射其他光谱区域内的光。 普渡大学电子与计算机工程学院助理教授Peter Bermel说：“实现尽可能高效率的捕捉太阳光的关键是，你必须要实现两件互相竞争的事情：尽可能多的吸收来自太阳的能量，但不使吸收的能量重新辐射掉。如果温度足够高，它会开始发红色光。”Peter Bermel教授带领的团队证明了如何改变硅晶片的结构以使其可以承受将近535摄氏度的温度，并且不影响其稳定性和性能。 该硅太阳能器件的上方有一层由氮化硅制成的抗反射涂层，背面有一层由银制成的反射涂层。研究人员估计理想情况下，该混合系统可以在490摄氏度的高温下将51.5%的太阳光转化为热能，而当单独使用光伏电池时转化效率只有31%。 3 中荷研究团队证明了在短期内实现 商业生产高效IBC太阳能电池的可行性  2017年4月4日，荷兰与中国的联合研究团队证明，通过在短短三个月内完成试点生产加工，短期内商业生产高效IBC（背接触）太阳能电池是可行的。 ECN和设备制造商Tempress已经开发了一种新型生产工艺，通过采用常规丝网印刷设备，可用于交叉式背接触（IBC）n型太阳能电池，转换效率高于21％。中国太阳能电池制造商英利在短短三个月内就在其工业试验线上生产了基于6英寸晶圆的第一块电池，说明了新型生产工艺可与批量生产相兼容。通过试验性生产，到2017年底太阳能电池效率可达22％。 生产工艺采用与商品化“熊猫”组件相同的设备，用于低成本生产常规n型太阳能电池（n-PERT）。该工艺仅适用于IBC型电池，其仅使用丝网印刷技术进行图案化和金属化。 ECN研究员Ilkay Cesar博士表示：“该试点项目现在为IBC电池提供了足够的工程量，以实现高效背接触模块的开发，这将促进荷兰和欧盟的光伏设备和材料供应商工业的发展。ECN工业研究计划（IRP）旨在将简化的IBC技术在3年内提高到23％。IRP合作伙伴可以在三个月内开始试点生产。” ECN目前将研究重点放在n型硅太阳能电池上，因为其比p型电池更加有效，而且对衰减和杂质的敏感性较低。此外，太阳能电池的背接触设计提供了许多优点。它们具有更高的电压并且提供更高的电流，IBC技术与n型太阳能电池的组合已经显示出超过25％的效率。 到目前为止，该技术的难点是生产这种电池的复杂性。通过在英利生产电池，IRP已经解决了这一难点。商业模块的开发和生产预计将于2018年开始，此外，IBC电池固有的双面特性还有助于实现真正双面模块的技术路线。 |
|
|
