本周最新技术资讯有：国外瑞士Empa柔性CIGS光伏电池刷新世界纪录；美加州大学助理教授拟运用石鳖牙齿提高光伏电池效率；薄膜太阳能电池光电转化率创新高；太阳能中温系统应用产业化“里程碑”等等。
国外技术
瑞士Empa柔性CIGS光伏电池刷新世界纪录
1月17日，瑞士联邦材料科学与技术实验室Empa宣布，其研发的柔性衬底铜铟镓硒CIGS太阳能光伏电池已凭借20.4%的高转换效率刷新世界记录。
这项全新的世界记录已经得到德国佛朗霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE ）的认证，并且这项最新的世界记录也超越了目前玻璃基底CIGS光伏电池拥有的20.3%的世界记录。
瑞士联邦材料科学与技术实验室旗下薄膜与光伏团队领导人Ayodhya Tiwari 表示，如今我们终于缩小了与多晶硅光伏电池或CIGS薄膜电池转换效率之间的差距。
转换效率的重大提升
瑞士联邦材料科学与技术实验室指出，2011年5月，同一支研发团队创造了18.7%的世界记录，而这次取得的20.3%的成果可谓是重大的提升。
瑞士联邦材料科学与技术实验室表示，目前实验室将致力于该项技术的商业化应用，并且将与瑞士初创企业Flisom AG开展合作。
据了解，这项研究得到了瑞士国家科学基金会、技术与创新委员会、瑞士联邦能源办公室与欧盟科技框架项目的支持。
美加州大学助理教授拟运用石鳖牙齿提高光伏电池效率
美国加州大学伯恩斯工程学院助理教授David Kisailus正从生长于加州海岸的石鳖牙齿中制造一种成本更低效率更高的纳米级材料，以提高太阳能电池与锂离子电池的效率。
化学与环境工程学院的助理教授David Kisailus近期的研究论文详细介绍了石鳖牙齿的成长过程。该论文发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）杂志。联合作者中有他当前与曾经的学生以及哈佛大学、查普曼大学（Chapman University）与美国能源部布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）旗下的科学家。
该论文的重点研究对象为橡胶靴石鳖，这种石鳖在石鳖类群中体形最大，可达一英尺长。它们生长于纵横加州中部与阿拉斯加（Alaska）州的太平洋。这类石鳖皮肤类似皮革，通常为红褐色，偶尔也呈橘红色。基于此，人们给它起了一个昵称：流浪的肉饼。
随着历史的演变，石鳖逐渐进化，通过一种名为“radula”的专业尖锐**来吃生长于石头表面或内部夹缝的海藻。这个radula是位于石鳖嘴中类似传送带结构的牙齿（约70至80排）。在进食过程中，石鳖第一排牙齿用于磨碎石头以触及海藻。当这排牙齿变得破损，新牙齿就随即长出。当破损牙齿“光荣献身”之后，新长出的牙齿进入“战争前线”以同样的速度继续“奋战”。
Kisailus于五年前开始研究石鳖，因为他对耐磨性与耐冲击性材料非常感兴趣。他运用自然的灵感来设计下一代工程产品与材料。他曾确定石鳖的牙齿中含有地球上最坚硬的生物矿物： 磁铁矿（主要成分为四氧化三铁）。正是这一物质令石鳖的牙齿异常坚固，并且带有磁性。
在刚发布的名为《石鳖牙齿中的相变与结构发展》论文中，Kisailus着手研究石鳖牙齿的坚固程度以及齿形外部区域的磁场效应。
他的论文通过三个步骤对此做出研究。首先，论文对位于纤维状壳质有机模版上的水化铁氧化物（水铁矿）晶体核做出研究。然后，这些纳米晶体水铁矿粒子通过固态相变转换为磁性氧化铁（俗称磁铁矿）。最后，磁铁矿颗粒沿着有机纤维生长，在成熟的牙齿中产生平行棒，以使牙齿坚固。
Kisailus表示：“整个过程均在室温以及环保环境下发生，这点难以置信。这令运用类似战略以成本效率的方式生产纳米材料变得吸引力十足。”
Kisailus从这一生物矿化途径中吸取灵感，尝试在实验室中将之运用进太阳能电池与锂离子电池中。通过控制晶体的尺寸、形状以及工程纳米材料的方位，Kisailus认为他可以建造令太阳能电池与锂离子电池运作效率更高的材料。
换句话说，太阳能电池能够捕捉更大比例的太阳光，并且以更大的效率将之转换为电力，而锂离子电池则可以消耗更少的时间进行充电。
Kisailus还表示，使用石鳖牙齿模式还有另一个优势。由于工程纳米晶体可在更低的温度下生长，那么制造成本能够得以大幅削减。
虽然Kisailus的研究重心在太阳能电池与锂离子电池上，但同样的科技亦可运用于很多材料之中。例如汽车与飞机的制造材料以及耐磨性服装。此外，了解石鳖牙齿的形成与性质还有助于为石油钻头与牙科钻头创建更佳的设计参数。
注：David Kisailus发表于《先进功能材料》杂志上的论文联合作者分别为：Qianqian Wang、 Michiko Nemoto、 Dongsheng Li、Garrett W. Milliron、Brian Weden、Leslie R. Wood（前五位联名作者均为UC Riverside在读学生）、James C. Weaver（Kisailus的学生，目前任职于哈佛大学）、 John Stegemeier 、 Christopher S. Kim（这两位任职于查普曼大学）以及Elaine DiMasi（任职于布鲁克海文国家实验室）。
日学者开发出高能量转换率太阳能电池
据《日本经济新闻》2012年12月25日报道，北海道大学石桥晃教授领导的研究小组开发的高能量转换率太阳能电池取得突破性进展。
普通太阳能电池无论使用任何半导体材料，能量转换率很难达40%左右，此次开发的新技术，理论上可将能量转换率提升到85%。
新技术采用沿光的方向排列多个半导体，依次接受紫外线、可视光和红外线。为了增加受光面积，薄膜做成卷筒状，光照射于卷筒断面并从薄膜里面穿过。
之前，研究人员曾采用依次排列不同尺寸的半导体细微粒子“量子点”来提高能量转换率，此次，从不同的半导体材料上下功夫，筛选出三种材料，虽然难度很大，但比使用量子点操作容易得多。
多晶硅太阳能电池模块的最高效率达18.2％
德国肖特太阳能（SCHOTT Solar）宣布，该公司的多晶硅太阳能电池模块转换效率达到了全球最高的18.2%，并在EUPVSEC上展示了该模块。在2010年的EUPVSEC上，该公司展示了转换效率为17.6%的多晶硅太阳能电池模块，此次将该公司的纪录提高了0.6个百分点。该模块的最大输出功率为268W。
肖特太阳能展示的模块使用了60个转换效率达18.7%以上的单元。单元表面的母线电极由2010年的两根增加到了三根，从而减少了电损失。单元背面与2010年一样，继续采用了在硅晶元和背面电极之间形成钝化层以实现局部接触的“PERC”构造。
此外，德国Q-Cells公司展示了转换效率为18.1%的多晶硅太阳能电池模块。Q-Cells公司的模块转换效率比肖特公司低0.1个百分点，该公司曾在学会上就单元转换效率达到全球最高值——19.5%的单元进行过发表。肖特公司和Q-Cells公司的成果目前还均处于研究阶段，实用化要等到2012年以后。另外，两家公司的模块转换效率都是根据开口部计算出的结果。
在单晶硅太阳能电池模块方面，美国SunPower公司已经实现了超过20%的模块转换效率。该公司在学会等曾宣布，“作为全球首次超过20%的模块，已经被收录到吉尼斯世界纪录中”。
MIT石墨烯太阳能电池效率4.2%，或可替代ITO材料
MIT研究人员日前成功采用石墨烯材料配合ZnO纳米线等材料制作出了改进的太阳能电池，石墨烯在该电池中替代了传统的透明导电氧化层ITO，电池效率接近采用ITO的类似结构电池。
由于石墨烯材料自身结构稳定，在不破坏其电气特性和结构的前提下直接在原始石墨烯表面生长半导体材料十分困难。因此，研究人员首先在石墨烯表面测试了一系列高分子薄层，作为石墨烯与氧化锌纳米线（n型）的连接层。在其之上再制备作为空穴传输层半导体材料。实验中p型材料使用硫化铅（PbS）量子点和共轭高分子材料P3HT的效率分别为4.2%和0.5%。
参与研究的MIT材料科学工程学院副教授Silvija Gradeak表示，“尽管我们的效率还低于普通硅基太阳能电池，但已经与采用ITO的电池接近。我们首次展示了纳米线太阳能电池的性能不会因采用石墨烯替代ITO而大打折扣。”
她表示石墨烯可以作为一种ITO的替代材料，ITO中常用的稀有金属铟成本较高，而石墨烯的原材料碳则低得多。同时石墨烯还具有可弯曲，重量轻，机械强度高，化学性质稳定等特点。
薄膜太阳能电池光电转化率创新高
据报道，瑞士材料科技联邦实验室（Empa）一个研究小组开发出一种新的薄膜太阳能电池，以CIGS（铜铟镓硒）为光电转换材料，用柔软灵活的高分子聚合物作衬底，其光电转化率达到20.4%。而此前的世界纪录是该研究小组在2011年5月实现的18.7%。
为了大规模生产人们用得起的太阳能电池，全世界科学家一直致力于开发低成本太阳能电池，同时还要高效率、高产量、易于制造。CIGS在太阳能电池中极具成本效益优势。最近，瑞士材料科技联邦实验室薄膜与光伏实验室的阿约提亚·蒂瓦里研究小组，成功地改进了CICS层的性质，使其能在更低温度下生长，终于使光电转换率提高到20.4%。
这一效率值由德国弗劳恩霍夫太阳能系统（ISE）研究所鉴定，甚至超过了玻璃基底的CICS太阳能电池（20.3%），已经相当于多晶硅太阳能电池的最高效率。蒂瓦里说：“我们正在弥补薄膜太阳能电池和硅晶太阳能电池之间的效率鸿沟。”
研究人员指出，最早的世界纪录是他们在1999年实现的12.8%，2005年为14.1%，2010年为17.6%，到2011年达到18.7%。迄今为止，他们已将柔性CIGS太阳能电池的光电转化率提高了近一倍。“柔性CICS太阳能电池的这一系列纪录，可以和最好的多晶硅太阳能电池性能相比。”瑞士材料科技联邦实验室主管吉安-卢卡·波纳说。
对许多应用领域而言，超薄、轻质、柔韧灵活的高性能太阳能组件极有吸引力，如太阳能发电厂、太阳能的屋顶和建筑表面、汽车、便携电子设备等。它还可以用连续的“卷对卷”工艺来制造，使成本进一步降低到和标准硅晶电池技术差不多的水平。
“下一步是与工业伙伴合作扩大该技术规模，以‘卷对卷’制造工艺的成本效益优势占领大片市场。”波纳说。为了这一目标，他们正在和一家名为Flisom的新创公司合作，将以工业化方式生产柔性CICS太阳能电池。
Empa柔性薄膜效率创新纪录达20.4%
Empa瑞士联邦材料科技实验室科学家，日前基于柔性聚合物膜开发出薄膜太阳能电池，使太阳光转化为电力的效率创新纪录，达20.4%。
Empa表示，这些电池基于CIGS半导体材料（铜铟镓（二）硒），以提供具有成本效益的太阳能电力而闻名。该技术正在等待扩大为工业应用。
为了使太阳能电力在大规模应用中经济实惠，全球科学家与工程师一直长期努力开发低成本太阳能电池，这种电池既具有高效率，又易于高产量制造。
Empa薄膜和光伏实验室团队由AyodhyaN.Tiwari率领，使得基于柔性聚合物基板的薄膜CIGS太阳能电池转换效率破纪录达20.4%，较之前该团队在2011年五月达到的18.7%的纪录大幅提升。
Tiwari的团队致力于研发各种薄膜太阳能电池技术已有一段时间。多年来，该实验室屡次提升柔性CIGS太阳能电池的光伏转换效率，从1999年12.8%，该团队首个世界纪录，到2005年14.1%、2010年17.6%和2011年18.7%。
奥地利研发中心有望找到非破坏性灌封剂交联方法
卡林西亚科技研究中心（CTR）日前开始研究，目的是在光伏组件装配中典型灌封材料的交联启用非破坏性技术。
奥地利研究促进会为CTR提供一笔拨款，使其与Polymer Competence Center Leoben及该产业公司KIOTO Photovoltaics和GP Solar合作开展这一工作。
CTR表示，由于时间流逝在样品批次分析和在乙烯、醋酸乙烯酯灌封材料交联工艺中进行潜在故障查找之中，所以目前没有可用于组件制成品、抑制成本削减及改善质量管理的非破坏性测试。
挪太阳能公司使用新工艺生产太阳能接收器
经过两年的研发，挪威太阳能公司Aventa开始使用一种新的自动化生产线生产太阳能接收器。新生产线由奥地利公司FILL提供，使用了基于中波金属箔发射器的红外焊接技术，实现了生产自动化，大幅提高了生产效率。每年每条生产线至少可生产4万平方米的太阳能接收器。Aventa为新生产设备投入了大量资金，创新挪威也提供了相当数量的贷款。
英国科学家模拟光合作用 利用太阳能制造氢气
来自英国东安格利亚大学（UEA）的科学家们已获得80万英镑研发资金用于人工模拟光合作用——即植物将阳光转化为能源的过程。
东安格利亚大学的科学家们强调称，这一通过阳光采集能源的全新方法或许没有目前的太阳能转换器更有效率。通过人工光合作用所产生的能源将用于生产氢气，这一零排放的燃料可作为汽车燃料或者转变为电能。
利用太阳能生产碳基燃料、药物及精细化学品
英国东安格利亚大学所属化学与生物科学学院的研究主管Julea Butt教授表示，我们将通过微型光伏组件置于微生物上，从而打造一个人工光合作用系统。
“我们希望光合作用将大显才能，仅需细微的改变便可利用太阳能制造碳基燃料、药品以及精细化学品。”
这项研究将由英国利兹大学、剑桥大学的学者们共同合作。项目资金则由生物科技和生物科学研究委员会（Biotechnology & Biological Sciences Research Council ，BBSRC）提供。
国内技术
晶科能源推出全球首款双85条件下PID-FREE太阳能组件
上海2013年1月18日-世界领先的光伏制造企业晶科能源（纽交所代码：JKS）今日宣布，推出全新太阳能组件，命名“Eagle”。这是全球首款双85条件下PID-Free（免于电势差诱发衰减）认证的组件，其中60片多晶硅功率可达260瓦。“Eagle”的性能将开创行业中对于组件性能与可靠度评估的全新标准，确保在极端高温高湿环境下组件依然能够保证高效的功率输出。
晶科能源“Eagle”系列组件，采用创新的电池片技术与组装工艺，即使在温度为85摄氏度、相对湿度85%的极端条件下能够避免PID（电势差诱发衰减）效应，并且成功实现了260瓦功率档的大规模量产。
“晶科能源‘Eagle’系列组件，率先实现了PID-Free组件的大规模量产。”晶科能源首席执行官陈康平表示。 “PID效应会直接影响电站的实际发电量和投资者的收益，低质量的组件甚至会使高盈利性的项目变成灾难性的投资。晶科能源坚持不懈地为市场提供最领先的太阳能技术与最高质量标准的产品，确保客户与投资者获得高效稳定的投资回报。”
黄河光伏高效太阳能电池技术研发取得突破性进展
近日，经过技术研发部经过近一年的技术攻关，黄河光伏在单晶和多晶高效电池技术研发方面取得了突破性的进展。单晶高效电池的研发，采用氧化铝背钝化新工艺，单晶电池转换效率达到了18.95%，多晶高效电池的研发采用RIE工艺，电池平均转换效率比过去提升了0.5%，最高效率达到17.90%。
氧化铝背钝化工艺是采用ALD（原子层沉积）或PECVD（等离子体增强化学气相沉积）工艺在硅片背面形成氧化铝膜层，然后再在该膜的基础上生长一层氮化硅膜进行保护。通过在背钝化膜层采用激光开孔工艺，结合背钝化铝浆和相匹配的烧结工艺实现单晶电池转换效率的提升。多晶硅高效电池的研发主要攻关RIE电池技术。RIE工艺采用在多晶硅片制绒后使用等离子体在硅片表面进行轰击刻蚀，使硅片表面形成纳米级的微小绒面，从而达到降低硅片表面光反射的目的，该工艺的主要特点是使电池的短路电流（ISC）得到了明显的提升，增强了多晶硅电池对光的吸收，提升了电池转换效率。
为使项目研发顺利进行，在黄河光伏主管领导的具体指导下，项目组紧紧跟踪国内外光伏领域最新生产技术工艺发展动向，精心制定了研发方案和技术路线。通过反复试验和不断调整优化试验方案，研发人员多次牺牲休息时间加班加点，五次赴武汉帝尔激光和湖北仙桃弘元光伏公司进行相关匹配试验。通过认真艰苦的努力，研发工作取得了上述成果。
这表明，黄河光伏已基本掌握了最新高效电池生产工艺“背钝化”和“RIE”的核心技术。在后期的新项目建设中，我们将把这些技术运用到新线体的建设中，使黄河光伏产品转换效率达到行业先进水平。
太阳能中温系统应用产业化“里程碑”
近日， “小型槽式太阳能中温系统替代传统工业蒸汽锅炉应用”项目通过了北京市发展改革委、科委、经济信息化委、财政局和中关村管委会组织的联合评审，被认定为“2012年度中关村首台（套）重大技术装备试验、示范项目”。评定结果表明，槽式太阳能中温工业锅炉应用开始受到了国家的重视和支持。
小型槽式太阳能中温系统替代传统工业燃煤蒸汽锅炉的应用，对生态保护具有重要的意义。随着环境污染，尤其是大气污染的不断加剧，人们正常的生产、生活正在遭受威胁。新年伊始，中国大范围的“雾霾”天气，正向人们敲响空气污染治理的警钟。德国各大媒体纷纷报道了北京PM2.5实时浓度突破历史峰值的情况，认为“很大一部分原因还在于中国的能源结构太过单一，工业、电力部门和供暖机构太过依赖煤矿资源”。 因此，“节能减排”，绝不是一句口号，节能减排规划的顺利实施，需要政府行政力量的支持，更需要有先进的技术做支撑。
小型槽式太阳能中温系统，秉承航天工艺，将丰富的清洁型能源太阳能，转化成蒸汽，作为供暖热源，其在实际应用过程中，还可以与传统锅炉进行无缝结对接，而二者的有效结合，可以节约常规能源、减少污染物排放，达到降低运行成本的目的。小型槽式太阳能蒸汽锅炉的应用，不仅将国家“十二五”规划落到实处，同时也为节能减排提供了新的思路。
随着传统能源价格的攀涨，政府对节能减排项目的日益关注，相信中高温太阳能蒸汽锅炉项目会得到更多的支持和资助，投资回收期也会进一步缩短；而传统中温太阳能集热产品成本的进一步降低，有利于槽式太阳能中温系统的应用推广，也有利于实现新能源产业革命性演进。
百兆瓦光伏电站系统集成技术研究科技成果达到国际先进水平
中广核太阳能（大柴旦）开发有限公司完成的“百兆瓦光伏电站系统集成技术研究”项目由青海省科技厅组织相关专家鉴定为省级科技成果。
该项目在国内首先提出并实现了大规模并网光伏电站的数学建模，并通过实验测试验证了数学模型的准确性，为深入研究光伏电站接入电网的稳定性问题提供了有效手段。通过对逆变器等设备的失控问题和不平衡解耦算法研究，解决了光伏电站的低电压穿越和频率穿越问题，提高了光伏电站自身的稳定性，实现了光伏电站的远程监控、少人或无人值守，提高了光伏电站的自动化、信息化程度，降低了光伏电站的运行维护难度和成本。实现了智能化发电单元的可替换性和标准化维修，提高了整体可靠性和经济指标。该研究成果达到国际先进水平。
阿特斯太阳能推出250W集成微型逆变器AC光伏组件
在去年十月美国召开的太阳能国际博览会上，阿特斯太阳能（NASDAQ:CSIQ）刚刚推出其首个内部开发的微型逆变器AC组件，日前该公司发布其新一代产品，性能更高的组件。
该公司表示，其“ResidentialAC”组件系统可用于250W的额定功率，较去年推出的产品215W额定功率有所提升。
阿特斯太阳能表示，该新一代集成微型逆变器能够与高达300W的较高功率级组件一起使用，并可在超过65° C的高温环境下运行。
阿特斯太阳能董事长兼首席执行官瞿晓铧博士表示：“这一新的架构是对于现有AC解决方案的突破，是对第一代产品的显著改善，为我们的客户提供可衡量的价值。”
对于微型逆变器和组件，该公司都保留了为期二十五年的质保。
阿特斯太阳能的ResidentialAC系统包括用于组件级性能跟踪和优化的监控软件。
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