本周技术资讯包括夏普的堆叠3层光吸収层的太阳能电池单元达到37.7％成为全球最高转换效率；美国科学家研制出可作为太阳能电池使用的硅光纤；中国复旦大学研发出了新型材料可制造太阳能纤维电池等等。总体来说国外技术水平领先国内。
国外技术
夏普将新上市2款高输出功率的产业用太阳能电池模块
夏普公司将于2013年1月21日上市2款新型高输出功率太阳能电池模块，以满足日本国内产业用途趋于增加的需求。2款新产品为转换效率更高的单晶电池单元“NU-250KA”、最大输出功率更高的多晶电池单元“ND-300CA”。均支持上限为1000伏的系统电压，可降低输电时的电力损耗。
单晶电池单元NU-250KA模块转换效率比以往型号提高5％，达到了15.3％。其特点是可在面积有限的土地、工厂屋顶、楼房屋顶等处确保更多的设置容量。夏普将以这一特点为诉求点销售该产品。最大输出功率为250瓦，尺寸为长165.5厘米、宽98.9厘米、厚度3.9厘米，重量约为19.6公斤。夏普计划该产品月产3万台。
多晶电池单元ND-300CA通过减小电池单元电极的粗细，从而增加了将光转换成电的面积。模块的最大输出功率比以往型号提高了约3％，提高到了300瓦。在设置大规模系统的情况下，可减少模块的数量，从而降低成本。长为197.1厘米、宽为99.4厘米、厚度为4.6厘米，重量约为23.0公斤。该产品预定月产3000台。
日本开始施行可再生能源固定价格收购制度后，产业用太阳能发电市场迅速扩大，夏普推出两款新产品正是为了满足这一需求，今后该公司还将努力扩充产品线。夏普还参展太阳能发电综合展会“PV Japan 2012”（12月5～7日，幕张Messe会展中心），展出了应对积雪以及抑制太阳光反射等、适合特定地区及需求的产业用模块。
没钱也有电 Electree+太阳能充电器
传说中的摇钱树并不存在，现实中我们却发现了这样的摇电树，Electree+是一款看上去像树的太阳能充电器，它拥有和向日葵一样的趋光性。
正是因为有了这种趋光性，让Electree+可以最有效率的收集阳光并转化成电能储存起来，它还内置有一块14000毫安的大容量电池，即使你没有使用充电器，它也可以在平时积累能量，以供没有阳光的时候使用。
穿太阳能电池面料服装不怕手机没电
据物理学家组织网12月11日报道，日本中部福井县工业技术中心在12月11日推出一块由极薄的小球状太阳能电池织成的布料，可以制成上衣或长裤等服装，为其携带的电子设备供应电力。
研究人员称，这种新面料是由极薄的太阳能电池交织在一起，人们可将其缝制成上衣或长裤，必要时为他们所携带的移动电话和其他电子设备供电。这个特殊面料制成的衣服简直可以点亮我们的生活，太阳能电池面料可最终让穿着者在四处行走中收获能源。
但是，其发明者承认，在将面料投放到市场之前，还有很多工作要做。该技术中心的一位官员表示：“在商业化之前，我们还有些问题有待解决，如导电线的涂料以及提高这种织物的耐久性。”
该中心负责人表示，现在我们已经接触过一些电子产品制造商，他们对该发明很感兴趣。不过未来新面料的开发生产将与基于《京都议定书》为准则的太阳能电池制造商和其他私营公司展开合作。
恩梯恩开发出光伏发电跟踪装置，采用电动马达驱动
恩梯恩（NTN）于2012年12月6日宣布，开发出了供太阳能热及太阳能光伏发电设备使用的太阳能跟踪装置“电动线性模块”。在太阳能光伏发电设备上使用该装置时，可将发电量提高至固定式设备的约1.6倍。该模块采用维护性出色的电动马达驱动方式，维修工时及费用也很少。
塔式太阳能热发电系统是利用可跟踪太阳移动的反射镜，向中央塔台会聚太阳光来提高发电效率。一般情况下，跟踪装置通过直线驱动实现仰角控制，通过旋转驱动实现水平角控制。
其中，仰角控制以前大多使用空压式或油压式直动致动器。不过，这两种方式均需要在气缸外部设置压缩机及管道等附带装置，为驱动这些装置会耗费大量电力，而且还很难完全防止气缸及管道漏气、漏油，维修工时及成本也很高。
此次开发出的电动线性模块为电动马达驱动方式的直动装置，可解决上述问题。通过在力的传输机构上采用滚珠丝杠，确保了出色的反复定位精度（±0.1mm以下）以及可长时间使用的耐久性。在模块外壳内面的轨道面上设计有沟槽，同时还使用滚动轴承作为导向轮，实现了顺滑的运动性能及高刚性。
太阳能热发电系统大多设置在广阔且日照条件好的沙漠地带等场所。电动线性模块以在这些场所使用为前提，配备有用于防止沙子及异物进入的防尘封条以及抗紫外线及耐热性能出色的线路保护管。
恩梯恩已向太阳能热发电设备厂商提供该模块，开始评测试验。今后还将在世界各地展开销售。
夏普堆叠3层光吸収层的太阳能电池单元创37.7％全球最高转换效率
夏普公司日前开发出的堆叠3层光吸収层的太阳能电池单元刷新了全球最高转换效率。通过对光吸収层周边部位进行优化处理，增加了可将光线转换为电力的面积，提高了最大输出功率以及转换效率。经全球太阳能电池公共测量机构之一的日本产业技术综合研究所（AIST）测量，确认可实现37.7％（单元面积约为1平方厘米）的转换效率。
该产品是作为日本独立行政法人新能源产业技术综合开发机构（NEDO）“革新性太阳能发电技术研究开发”的一环开发而成。在实验室水平非聚光太阳能电池单元中达到了最高转换效率。该太阳能电池单元名为“化合物3接合型”，同类型太阳能电池单元的转换效率在2009年达到35.8％、2011年达到36.9％，此次再次刷新纪录，提高到了37.7％。
化合物太阳能电池单元是一种具有光吸收层的太阳能电池，光吸收层以由铟、镓等2种以上元素构成的化合物为材料制成。夏普的化合物3接合型太阳能电池高效率地堆叠了三层光吸收层，底层使用铟镓砷，中间层使用砷化镓，上层使用铟镓磷。这是该公司独有的技术，从2000年起一直在推进研究开发。
利用3个光吸収层，吸收的光线波长范围更广，可有效转换为电力，而且夏普此次还通过优化光吸收层周边部位，扩大了有效采光面积在单元表面积中所占的比例，提高了转换效率。今后，该公司将充分利用这一开发成果，在利用透镜汇聚光线的聚光型发电系统以及宇宙、移动体等用途领域推进实用化。
日本产官学携手研发次世代太阳能电池 更薄且低成本
日经新闻10日报导，日本独立行政法人产业技术总合研究所（产总研）与Sharp、Panasonic、福岛大学等19个产官学界机构所筹组的次世代太阳能电池研发联盟“次世代结晶矽PV联盟”于12月11日正式上路。据报导，产总研将投下约20亿日圆于2014年春天结束前在“福岛再生能源研发据点（预计设立于福岛县郡山市）”内导入年产能可达10万片的先端试作产线，目标为在5年内完成次世代太阳能电池的试作品。
据报导，日本产官学界所计划研发的次世代太阳能电池为制造成本仅有现行一半水准（相当于每W制造成本仅需50日圆以下）、厚度也仅有现行产品一半（仅100μm）的高效率单晶矽太阳能电池，且所研发的技术也将移转给日本企业，以藉此提高日本企业的竞争力，力求让在国际竞争上位居劣势的日本厂商能够起死回生。据报导，参与“次世代结晶矽PV联盟”的企业还包含旭硝子、大日本Screen印刷等材料/装置厂。
科学家研制出可作为太阳能电池使用的硅光纤
美国宾夕法尼亚大学一支科研团队近日宣布成功研制出比头发丝还细的可以作为太阳能电池使用的硅光纤，该研究团队将太阳能电池材料的微粒一层一层地填入硅光纤的空隙中，结果就是这个微小的硅光纤可以吸收太阳辐射并将其转化成电能。想像一下如果把它们缝进衣服里，就可以一边走一边给你的手机充电了。赶紧祈祷它赶快来吧。
有关该研究成果的论文将发表在最新一期的“先进材料”杂志上。在早期的一些构想以及准备下，该研究团队成功制造出还有集成电子组件头发粗细的硅光纤。它的主要功能不是用来传递或者使用能量，更多的是产生能量。
与大多数人努力尝试把太阳能电池转变成光纤不同，该研究团队从另一个角度出发，将一根硅光纤变成太阳能电池。在使用他们早期研究中开发高压化学技术下他们将太能能电池材料的微粒一层一层地填入硅光纤的空隙中。结果就是这个微小的硅光纤可以吸收太阳辐射并将其转化成电能。
该研究的负责人 John Badding 再接受采访时说：
有了这个细长的硅光纤我们可以做很多之前我们都不敢想的事：我们可以将其编织到布料里，可以用其发电，给设备充电，制成化学传感以及生物医学设备。
该研究团队称他们已经可以制造数米长的光纤，他们希望有一天他们的技术能够无障碍的制造长达10米的该光纤。他们希望有一天的他们工作能够导致一种可以缠绕的通过吸收周围太阳辐射就可以给设备供电或者充电的光纤产生。
纳米方块提高太阳能效率
散在金膜上的纳米方块可吸收光线，提高太阳能效率。
装有银质立方体的设备可扩大太阳能的光吸收面积。
撒下去，然后收获阳光——这是由银质纳米方块创造的奇迹，它可用作高效太阳能电池、热探测器、专业相机。
纳米方块凌乱散布在高分子镀膜金属材料上，组成设备。该设备可吸收所有照射到它的阳光，与其他吸光设备不同，它非常便捷，可被大规模的生产，甚至可用于家庭。
《自然》杂志写道：这种材料，还可被调节捕捉特定波长的光波，是由大卫斯密斯（David Smith）及其同事发明。大卫是杜克大学（位于北卡罗来纳州德姆市）的材料学家。
被困绝境的光
可吸收所有到达光（至少是大部分）的吸收器，通常使用超材料——而这种达到工程学特定属性的材料并不能在自然界中发现。它们精确地放置在小于波长的组件中，这样它们就可以奇异的方式操纵光。
而这些微小组件都经过了煞费苦心的制作，使用光刻技术，昂贵且设计复杂，所以很难大量生产。
而斯密斯和他的团队采取了不同的做法。他们在一块玻璃上安装了一块薄黄金，然后将其夹在两块有机物质中，构成一个聚合层，离金膜只有几纳米厚，再将约74纳米宽的银质方块散布在聚合物之上。
斯密斯解释道，当特定波长的光波击中纳米方块时，被激发出的纳米方块电子便与金膜电子共同振荡。金模与纳米立方体之间的“等离子共振”将光逼近它们之间的夹层，将光困住。
不同波长的光
聚合层的厚度是关键，它决定了吸收光的波长。一组联合装置有不同厚度的聚合层，可以吸收所有波长的光（大部分）。
斯密斯说他的设备与光刻系统一样完美，但更简单。
邱敏（Min Qiu）在皇家理工学院（Royal Institute of Technology ）（位于瑞典西斯塔）相似部门工作，他也认为利用光刻技术太耗费时间，无法大量生产。一个可吸收100微米的光刻正方形需要花费一个小时准备，而可吸收1毫米则需要花费100个小时。
斯密斯的方法则更易用于大规模的准备。不过，在这个方法能实际应用前，他们必须寻找一个方法使得所有的纳米方块尺寸相同，目前它们略有不同。
而斯密斯也在寻找绝缘层的替代品，因为有机材料或许无法承受高温。
郭俊鹏（Junpeng Guo）认为这种方法可使特异材料更具实用性，他在亨茨维尔市阿拉巴马大学（ University of Alabama in Huntsville.）纳米光子学任职。他说“这项技术被带到了普通人的生活中去。”例如，纳米方块吸收器可以用作屋顶热水器的太阳能，更具效率。
低成本太阳能电池让平价上网近在咫尺
从隧道另一端找来的亮光，这就是太阳能发电将和化石燃料发电一样廉价。最新的突破是一个太阳能电池，电池是在砷化镓帮助下制造的。砷化镓是金属稼和砷的复合物。
这听起来当然不是你想吃的东西，但是最新的实验室展示显示：这种电池有潜力以每瓦0.45美分的成本发电，远低于每瓦特1美元的电网标准。
该项突破是由新泽西州全球光电子激光公司以及研究伙伴StephenR.Forrest博士做出的。StephenR.Forrest博士密西根大学的主管研究的副校长。
该薄膜太阳能电池使用了碳有机光伏技术（常规太阳能电池使用硅薄膜有机光伏技术）
开发出高效的太阳能电池是降低成本的关键，但是的规模化商业生产也是降低太阳能发电成本成本中发挥着重要作用。效率的提升并不一定就引发生产成本的降低，而关键就是寻求效率与成本两者之间的平衡。
这就是研发合作伙伴的工作重点所在。而研究的结果就是一个低成本的加工过程，使用砷化镓片生产太阳能电池。
砷化镓用于常规太阳能电池生产，直到这个过程涉及到使用一到两次砷化镓，同时还将大大降低了生产成本。
太阳能电池效率也是电池十分重要的一部分，这就是GREC对微组件系统的长达十年的研究的重要部分。
但是将效率转化成市场可销售的产品需要另外一套技能，这就是为什么密西根大学去年参与了产品的研发。而博士得到了密西根大学的能源系的150万美元拨款将GPEC组建变成一个统一体，将高效、高可靠性与低成本生产结合起来。
该项目的拨款来自奥巴马总统去年制定的SunShot计划。该计划的任务就是在几年内将太阳能发电成本降至化石燃料平价上网成本。
而该项目一部分设计到支持新高效太阳能电池，包括有机太阳能电池。
该项目还十分重视降低太阳能发电的软成本（安装、审批、并网成本）。美国能源部估计太阳能阵列的软成本可以占到其总成本的大约一般。
谈到软成本，当你谈到太阳能发电安装成本时，计算一下你是怎样计算使用成本是很重要的。GPEC是一层薄板，定位于离网以及移动地点。包括军事设备以及卫星。其安装问题以及软成本问题与建筑以及其他永久结构的太阳能市场的安装问题大大不同。
但是，公司展望了一个更广阔的市场。除了生产太阳能电池以外，GPEC也打算开发建筑集合应用产品。太阳能喷漆以及透明太阳能玻璃等产品。公司预计用新技术来开发太阳能车辆喷漆、便携充电产品电子产品的太阳能充电外壳以及其他太阳能产品。
国内技术
复旦大学研发新型材料 可制造太阳能纤维电池
不知你是否想过，有一天我们的衣服、帽子、箱包都能“自我发电”，给手机随时充电；占地面积庞大的发电站将成历史，未来只需要一个桌子大小的机器就能发电？复旦大学研究人员最近成功研制出的取向碳纳米管纤维，向研发完全纤维状的能源系统迈出了关键的一步。基于这一技术制造的新型太阳能纤维电池，使人类随时随地高效使用太阳能的梦想有望成为现实。
复旦大学先进材料实验室、高分子科学系彭慧胜教授课题组新研制出的这种新型、柔性的纤维状能源集成器件，可以制成一根根像头发丝一样细的纤维状太阳能电池，其直径只有60-100微米（1毫米=1000微米）。纤维状，意味着可以把它们像普通化学纤维一样编织成衣服、裤子等纺织品，让衣服像一块大太阳能电池，实现自身“发电”。这种新型太阳能纤维电池能在将太阳光转换成电能的同时，把这些能量储存起来，不需要外接其他蓄电池或储能设备。即使在没有日光、又对光电需求量更大的夜间，人们也可以随心所欲地使用太阳光能源。
这一研究成果已被最新一期的国际化学原创性研究领域权威期刊《应用化学》（Angewandte Chemie International Edition，影响因子 13.5）作为封面文章发表。审稿专家认为，彭慧胜课题组用一个“非常简单和低成本的方法”，在世界范围内“首次在一根纤维上同时实现光电转换和储能”，这大大提高了太阳能的利用效率，“对于全纤维状能源系统迈出了关键一步”。
传统太阳能电池多由单晶硅制成，不仅成本较高，而且其生产过程中是一个高能耗、高污染的产业，对环境有很大影响。而复旦团队所使用的碳纳米管纤维材料则可能很好地解决未来太阳能电池的这些问题。
碳纳米管纤维很轻很细，但其比强度和比刚度要比目前大规模使用的工程纤维材料如尼龙钢丝、杜邦公司的科夫拉纤维材料（kevlar）强数倍，已在防弹衣、航空航天、医疗和体育器械等广泛领域显示重要应用前景。将其制成太阳能电池的过程基本无污染，效率高，成本低，制作工艺也较简单，具有大量稳定生产的可能性。
除了将取向碳纳米管纤维成功应用于制造太阳能电池外，不久前，彭教授课题组还成功地以这一纤维材料作为电极，研制了出新型线状微型的超级电容器和锂离子电池，其成果也被国际材料领域权威期刊《先进材料》（Advanced Materials，影响因子13.9）以封面文章的形式发表。他们使用碳纳米管纤维材料制造了一系列高效率的线状染料敏化太阳能电池和聚合物太阳能电池，并且具有良好的柔性和可编织性，最高光电转化效率超过9%；也成功利用同一纤维材料构建了微型线状超级电容器。最新研发的集光电转换与储能于一体的纤维状太阳能电池和线形锂离子电池，相关性能指标获进一步提升，为线状能源器件的大规模应用奠定了良好的基础。
中科院研究所染料敏化太阳能电池基础研究获进展
据科学网报道，中科院上海硅酸盐高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室近期在染料敏化太阳能电池（DSSC）纳米结构光阳极方面取得了一系列新进展。由李效民研究员和高相东副研究员带领的研究团队研究出多种基于TiO2纳米管阵列的有序光阳极和基于气凝胶结构的新型复合光阳极材料。相关成果已经发表在先进材料杂志。
基于课题组在氧化物纳米结构研究的多年积累，采用超长ZnO纳米线阵列为模板，结合可精确调控纳米微结构的连续离子层吸附与反应（SILAR）技术，成功实现了TiO2纳米管阵列在FTO导电基底上的直接生长；采用独特的水热粗化技术，显著提高了纳米管阵列的表面粗糙度、结晶性和染料负载量。所得TiO2纳米管阵列光阳极的光电转换效率为5.74%，比无粗化纳米管阵列提高30%。在此基础上，课题组通过在ZnO纳米柱表面连续沉积多层TiO2、ZnO薄层，获得了同轴、多壁TiO2纳米管光阳极，并可精确调控管壁的层数（1-6层）及厚度（5-15 nm）；通过生长枝状ZnO并构建ZnO-TiO2核壳结构，制备出具有枝状结构的TiO2纳米管光阳极。
在气凝胶复合光阳极方面，课题组采用具有超低密度（0.03g/cm3）和超高比表面积（1177m2/g）的SiO2气凝胶为模板，制备出SiO2-TiO2复合气凝胶，再将其与传统的TiO2纳米颗粒光阳极复合，得到了气凝胶复合光阳极。与传统纳米颗粒光阳极相比，可显著增强光阳极对染料的负载量和对入射光的散射效果，所得DSSC的光电转换效率达到9.4%，比传统光阳极结构提高16%。
上述工作为开发新一代具有可控微结构及高光电转换效率的染料敏化太阳能电池提供了有益思路。该研究得到了国家自然科学基金项目的资助和支持。
福建物构所稀土掺杂无序结构晶体材料的光物理研究获新进展
稀土掺杂无序结构晶体是一类庞大的发光和激光材料体系，因其优良的光学性能在激光、绿色照明光源、平板显示、生物探针等领域具有广阔用途，但是关于替代无序分布阳离子格位的稀土离子在其中的确切位置对称性长期以来一直存在很大争议，主要原因是实验观测到的稀土离子表现出的光谱学位置对称性远低于单晶X射线衍射确定的结晶学位置对称性。由于稀土离子的发光与所替代的基质阳离子格位有密切的关系，稀土掺杂无序结构发光材料的发光强度取决于稀土离子周围的晶体场环境，因此利用稀土离子如Eu3+作为灵敏的结构探针研究其所处格位对称性的破缺机理，具有十分重要的意义。
在科技部863计划、国家自然科学基金、中科院“百人计划”和科研装备研制等项目的支持下，福建物构所中科院光电材料化学与物理重点实验室陈学元研究小组以稀土离子Eu3+为结构探针，通过低温高分辨荧光光谱揭示了在稀土掺杂阳离子无序分布结构的晶体中普遍存在的结晶学位置对称性破缺现象。以Eu3+掺杂立方相和六方相NaYF4为例，证实了Eu3+的光谱学位置对称性在立方相NaYF4中由结晶学位置点群Oh降低为Cs（或C2），而在六方相NaYF4中则由结晶学位置点群C3h降低为Cs，并进一步通过晶体场能级拟合对这种结晶学位置对称性破缺的现象进行了证实。进一步地揭示了稀土掺杂无序晶体材料体系具有普适的结晶学位置对称性破缺现象，从而解决长期困扰该领域的一个争议，为此类材料发光性能优化奠定理论和实验基础。相关研究成果发表在《德国应用化学》上（Angew. Chem. Int. Ed.， DOI:10.1002/anie.201208218）。
此前，该小组在稀土掺杂发光材料的可控合成、光谱学及生物医学应用方面取得了一系列研究进展，如利用稀土掺杂NaYF4和KGdF4纳米荧光探针，结合时间分辨检测技术，实现对亲和素蛋白的均相TR-FRET检测（Angew. Chem. Int. Ed.， 2011， 50， 6306; J. Am. Chem. Soc.， 2012， 134， 1323）；合成具有良好生物相容性的超小ZrO2:Tb纳米晶并用于亲和素蛋白的灵敏检测及人体肺腺癌细胞的靶向生物成像（J. Am. Chem. Soc.， 2012， 134， 15083）。另外，该小组近期应邀在Nanoscale发表关于稀土掺杂纳米荧光探针的Feature Article，并被选为封面文章（Nanoscale， DOI： 10.1039/C2NR33239F）。
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