隨著太陽能電池光伏性能的持續(xù)突破，傳統(tǒng)制造技術如絲網(wǎng)印刷、氣相沉積等在制造精度和工藝可控性等方面的局限性日益凸顯，實現(xiàn)大規(guī)模、高效、低成本且高質量的太陽能電池生產(chǎn)已成為當前研究的關鍵課題。增材制造技術憑借其精確的材料沉積控制能力和優(yōu)異的材料利用率等優(yōu)勢，為太陽能電池的商業(yè)化進程提供了新的技術路徑。近日，西安電子科技大學機電工程學院/高性能電子裝備機電集成制造全國重點實驗室呂銳嬋教授團隊與中科院長春應用化學研究所林君研究員在國際頂級期刊InfoMat 上發(fā)表了關于“3D打印技術在太陽能電池制造領域前沿應用”的綜述研究，題為“增材制造結合有機無機雜化用于太陽能光電轉換的最新進展”。

本文系統(tǒng)性地綜述了用于太陽能光電轉換的四代材料（第一代：晶硅；第二代：GaAs、CdTe等化合物半導體；第三代：新型鈣鈦礦等薄膜；第四代：有機無機復合光伏），其中詳細介紹了以鈣鈦礦為代表的第三代新型薄膜太陽能電池的典型器件結構；詳細分析了絲網(wǎng)印刷、旋涂、化學氣相沉積、濺射等傳統(tǒng)制造工藝在太陽能電池制備中的創(chuàng)新應用及其面臨的主要技術挑戰(zhàn)。（如圖1所示）

圖1. 光伏材料分類及打印技術分類。

在此基礎上，重點探討了基于材料擠出（如熔融沉積成型、直接墨水書寫）、高精度噴射（如電流體動力打印、氣溶膠噴射打印）以及激光誘導（如氣溶膠噴射打印、選擇性激光燒結）等先進增材制造技術在太陽能電池材料沉積控制、工藝可擴展性以及復雜結構設計等方面的獨特優(yōu)勢，為新型薄膜太陽能電池的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要技術參考。（如圖2所示）

圖2. 噴墨打印與狹縫涂布技術用于太陽能電池制造

文末，結合西安電子科技大學在空間太陽能電站（SPSS）領域的研究優(yōu)勢，論文前瞻性地提出了增材制造技術在應對太空極端環(huán)境方面的潛在應用方向（如圖3所示）：（1）一體化防護結構打印；（2）定制化功能材料打印；（3）輕量化柔性光伏組件制造；（4）高性能新型材料與器件打印。這些創(chuàng)新思路為未來空間太陽能電站的光電器件制造與機械結構設計提供了新見解。

圖3. 增材制造技術在“逐日工程”中的潛在應用。

增材制造作為一種新型制造技術，已在航空航天、工業(yè)、醫(yī)療多領域展現(xiàn)出強大的應用潛力。本綜述研究不僅深入探討了增材制造技術在提升太陽能電池光電性能及推動工業(yè)化生產(chǎn)方面的關鍵作用，更從理論和方法層面為未來相關領域的研究提供了重要參考。