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光伏每周技术资讯汇总(第十九期)

分类: 光伏太阳能 浏览量: 留言数: 6634

  随着能源危机的到来,作为新能源的代表光伏产业得到了迅猛的发展。从1839年法国科学家发现液体的光生伏特效应算起,太阳能电池已经经过了170多年的漫长的发展历史。光伏产业的不断发展,如何离得开技术的开拓创新?

  能打卷的太阳能光伏

  太阳能光伏,自从诞生之日起就如一颗朗朗升起的超新星一样,光芒四射。可是,它也有非常致命的缺点,比如,目前为止,它的理论光电转化效率是30%,不知何年何月才能够有所突破,就像爱因斯坦对牛顿的理论那样进行颠覆。

  现实的利用中,对于太阳能电池光伏板,我们更多的印象是,它们是铺陈在建筑物或者空旷的荒漠上的一块块方方正正的电池板。但是,创新层出不穷,超级电池就是其中之一。

  那么简单的说来,超级电池到底是什么呢?我们来了解一下它的使用方法:这种电池可以伸展开,就像是平铺了一块小型的太阳能板,然后我们就可以利用太阳能来充电了。

  充好电后,再把它卷起来,按照不同的型号,如AA、AAA或C型电池,就可以直接使用了。这些电池可以反复充电,而且几乎可以随时利用太阳能充电。是不是很好的创意呢?

  这款“超级电池”是由设计师XiongLuyao设计的,该作品还曾入围2012年的IF设计大奖。只是现实和理想总有些差距,因此该项创意能否商用还未可知。

  行业研究中心的分析师们认为,只要技术足够成熟,由于其广阔的利用面,一定可以实现商业化。

  PPG工业推出可应用于商业建筑领域的SUNCLEAN自洁玻璃

  持久耐用的镀膜玻璃帮助楼宇业主轻松清洁难以触及的玻璃表面

  2012年11月5日,美国匹兹堡市——PPG工业公司(纽约证交所代码:PPG)近期推出用于商业建筑应用的SUNCLEAN(R)自洁玻璃。早在2002年,PPG就已推出为住宅建筑设计的SunClean玻璃,其特有的二氧化钛镀膜经阳光中的紫外线激活后,可使附着于玻璃上的有机物质逐渐降解,经雨水冲洗后玻璃就会变得洁净如新。

  在商业建筑应用中,SunClean玻璃主要为天窗、檐篷、人行道顶篷、玻璃遮阳装置及其它倾斜或难以清洗的玻璃所设计,可有效降低清洗频率,甚至完全无需人工清洁玻璃。

  当SunClean玻璃暴露在阳光下时,玻璃上的镀膜具有光催化性及亲水性,从而起到自清洁效果,这是由于:

  暴露在阳光下时,光催化性可使镀膜上的有机物逐渐分解

  亲水性使水滴在接触玻璃表面后能迅速铺散开,在玻璃上形成一层雨水层,从而冲洗掉有机物质,并使玻璃快速均匀地干燥,而不会留下明显的斑点和水迹。(亲水性表面不同于疏水性表面,后者会使雨水结成水珠,如同上蜡后的汽车表面一样。)

  除了光催化性和亲水性,SunClean玻璃上的二氧化钛镀膜还具有超强的耐久性。镀膜在熔化后会紧密吸附于玻璃表面。测试表明,即使长时间暴露在雨水、日晒、盐或污染环境内,SunClean玻璃仍能保持良好的亲水性。

  SunClean玻璃采用中等反射性的首层镀膜,涂于透明玻璃上,可单独使用,亦可与SUNGATE(R)被动式低辐射玻璃及SOLARBAN(R)光控低辐射玻璃层叠或组合成中空玻璃,实现最佳的能源和环保性能。

  SunClean玻璃也能与PPG的全系列“摇篮到摇篮”(CRADLE TO CRADLE CERTIFIED)认证着色玻璃结合使用,以达到理想的性能和外观表现。此外,这款玻璃可进行淬火或热强化加工,目前最大尺寸为130X204英寸。

  德国科学家开发出将太阳光转化为氢气的新型半导体材料

  据中国科技部消息:太阳能可以被利用来将水分离成氧气和氢气,产生的氢气是燃料,可使之凝结,或进一步化学变化后储存。对于这个生产过程——光化学电解或是光电解产氢——至今没有成熟合适的材料体系。需要的是可以吸收和利用水中光线的半导体,来为光电解将电荷载体送至材料表面,产出氢气。理想的半导体自然是硅或是黄铜矿,就如光伏所用的那样。然而只要将硅或黄铜矿半导体浸入水中,它们便会立即腐蚀,失去功效。研究人员不得不为此寻找新的半导体材料。这在技术上是巨大的挑战。

  德国赫姆霍茨柏林中心的科学家与联邦教研部联合项目组“Light2Hydrogen”的合作伙伴一起,新近成功研制出了新型混合材料,即所谓的聚合氮化碳。分析和测试结果显示,该材料具备所需要的性能。

  将该材料以薄膜形式叠置于黄铜矿或硅基板上,起光催化作用,可将水中太阳光直接转换成氢气。联合项目负责人称,新复合材料在低pH值的酸性条件下状态稳定,通过与黄铜矿和硅的混合作用,形成可改善性能的额外电场,有光进入时便产出大量氢气。由此德国的科学家们首次证实,将氮化碳薄膜置于黄铜矿或硅之上,可作为光阴极的组成部分用来产氢。

  中科院柔性光电技术联合实验室挂牌

  11月1日,中科院苏州纳米所与欧菲光南昌公司共建的“柔性光电技术联合实验室”在南昌揭牌成立。南昌市委书记王文涛、市长陈俊卿等出席仪式。

  据悉,该联合实验室是苏州纳米所印刷电子科研团队与欧菲光集团深度合作的产物,将在科研与产业结合等方面发挥重要作用。此前,双方已签约共同研究开发基于柔性材料的发光、光伏与印刷电子技术。目前,欧菲光南昌公司已开始投入联合实验室南昌分部的建设,欧菲光集团投入到纳米所的建设经费也已到位。

  碳材料替代昂贵的光伏材料指日可待

  来自斯坦福大学科学家的报告显示,他们已经创造了第一个由碳为材料的太阳能电池。创建太阳能电池的碳在替换昂贵的光电器件方面可能是很有前途的。

  斯坦福大学化学工程教授说,“碳有可能是以较低的成本提供高性能的材料。”据我们所知,这是第一个由碳制成的示范性太阳能电池,这项研究是建立在以前我们的实验室工作基础上的。根据斯坦福大学研究生迈克尔表示,涂层技术在降低成本方面也是很有潜力的。

  “以硅为原料的太阳能电池加工起来需要很多步骤,”迈克尔说,“但我们的整个设备可以采用简单的涂抹方法,不需要昂贵的工具和机器。”

  本组实验的太阳能电池包括夹在两个电极之间的光活性层。这些电极是由导电性的金属和铟锡氧化物(ITO)组成的。要知道,铟等材料稀少,越来越昂贵的太阳能电池,触摸屏面板和其他电子设备的需求却在逐渐增长。另一方面,碳成本低,在地球上储备量也很丰富。

  “碳纳米管有非凡的导电性和光吸收特性。”Bao说。 科学家们使用的材料是有源层的碳纳米管。

  迈克尔说,“我们的太阳能电池,从上到下的每一个组成部分,都是碳材料。其它报告所说的全碳的太阳能电池,他们指的只是有源层在中间,而不是在电极。”

  Bao说为寻求效益他们仍然有很长的路要走。所有碳原型主要吸收近红外波长的光,有助于实现实验室小于百分之一的效益。同时,他们将掌握更好的材料和加工技术,以提高工作效率。

  该小组正在尝试用碳纳米材料在较宽的波长范围内吸收更多的光,包括在可见光谱范围内吸收更多的光。“碳材料是非常强大的”,Bao说,“碳材料在空气温度近华氏1100度的时候依然很稳定。”

  “我们相信,全碳太阳能电池可以在极端环境下使用,如在高温或高压下,”他说。“但很明显,我们希望以最高的效率和工作方法来改善我们的设备。”

  Bao表示,在计划未来时,光伏产业将是一个重要的力量源泉。我们有很多可用的阳光。我们已经摸索出了一些方法来使用这些天然资源。

  捷佳伟创“背面钝化技术”取得突破性进展

  近日,经过深圳市捷佳伟创新能源装备股份有限公司研发团队的不懈努力,在捷佳伟创的管式PECVD设备上进行背面钝化技术的硅片少子寿命在传统工艺的基础上提高了5倍,这证明捷佳伟创的背面镀膜钝化已经成熟,这项进步填补了国产设备背面镀膜钝化技术的空白。

  背面镀膜钝化技术是以不同的成膜方式在硅片的背面形成钝化层的工艺技术,此工艺一直被德国的Roth&Rau镀膜设备和Centrotherm镀膜设备所垄断。在新技术的开发期间,捷佳伟创研发团队做了大量的文献研究工作,并且对不同的钝化层工艺进行了DOE试验,终于实现了少子寿命的稳定、重复提升,并且与文献记录完全相符,这一突破充分证明了捷佳伟创的管式PECVD设备在此技术上已经进入国际领先水平,这是我司装备制造水平提升的标志,也为越加寒冷的光伏行业带来了些许暖意。

  中国科学院黑硅(多晶)太阳能电池研究再获突破,转换效率逼近18%

  近日,中科院微电子所微电子设备研究室(八室)夏洋研究员带领的研究团队联合嘉兴微电子仪器与设备工程中心在多晶黑硅太阳能电池上再次获得突破,电池转换效率达到17.88%,直逼18%,为世界领先水平。

  夏洋研究团队原创性提出利用等离子体浸没离子注入技术,在商用多晶硅(156×156mm2)衬底上制备黑硅材料,并将其成功应用于太阳能电池领域。该方法通过离子注入反应,形成致密的纳米结构,起到良好的陷光作用,使多晶硅的光吸收达到99%,从而大大提升太阳能电池的转换效率。其文章发表在Solar Energy Materials and Solar cells、Solar Energy、Energy Procedia、Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena、物理学报等多家期刊上,已申请专利30余项。

  其类似的工作,如美国国家能源实验室(NREL)采用高品质的区熔(Fz)单晶(8.9×8.9mm2)作为衬底,制备的黑硅太阳电池效率为18.2%,但尚处于实验室样品阶段。(Nature Nanotechnology, 2012年)。

  日前,该团队和浙江省大型光伏生产企业密切合作,通过针对性的工艺改进,多晶黑硅太阳电池的转换效率已经达到17.88%(156mm*156mm),该技术的应用将为我国光伏企业摆脱目前困境。

  “以尖晶石型颜料为吸光剂制备太阳能选择性吸热涂料的方法”获国家发明专利授权

  太阳能选择性吸附涂层是太阳能热利用中的关键技术,对提高集热器效率至关重要。选择性吸热涂层可用多种方法来制备,如喷涂法、电化学法、真空蒸镀和磁控溅射法等。然而这些方法均存在一定不足,如污染环境、工艺条件苛刻、生产成本较高、耐候性能不理想、发射率较高等。尖晶石型过渡金属氧化物(尖晶石型颜料)是一类重要的太阳能选择性吸热材料,具有适当的能隙Eg、能吸收能量较高的可见光和近红外范围的辐射,同时能透过能量较低的红外辐射。

  中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研发中心研究人员通过溶胶—凝胶自蔓延燃烧法制得尖晶石型过渡金属氧化物,将燃烧后的粉末在一定温度下煅烧得到黑色尖晶石型颜料,以此颜料为吸光剂采用简单涂覆法制备了具有较高选择性吸热能力的太阳能选择性吸热涂层。该项技术于近日获得国家发明专利授权(以尖晶石型颜料为吸光剂制备太阳能选择性吸热涂料的方法,专利号:ZL201110260189.4)。

  研究人员将纳米级尖晶石型颜料与树脂、溶剂、助剂利用球磨的方法分散均匀,再加入固化剂,得到太阳能选择性吸热涂料。将该涂料通过简单涂覆的方式均匀涂覆在金属基材上,经室温固化后得到太阳能选择性吸热涂层。实验表明,该涂层具有较高的太阳能吸收率(0.95左右)和较低的发射率(0.10左右),可有效提高太阳能集热器的光热转换效率,而且该涂层具有良好的机械性能和较强的耐候性,使用寿命在45 年以上。

  该方法原料廉价易得、工艺简单可控、成本低廉,便于工业化生产。

  大连研制出太阳能光伏两用灯

  笔者昨日来到瓦房店市西北部农村西杨乡,在马路旁、庭院里、果园中看到一种大面积安装、样貌奇特的灯。6米高的太阳能灯杆上,仰挂着太阳能电池板,灯杆中间距地面2米处,悬挂着一个方型的黄色灯笼。夜晚,灯笼里的太阳能灯管发出耀眼的光,成群的害虫如“飞蛾扑火”般撞向灯笼网,被电击杀掉进接虫袋中。

  这是我市企业大连森谷新能源电力技术有限公司研制出的一款新型太阳能两用灯,既能照明,又能杀虫。这种杀虫灯有效半径可达230米~260米,可诱杀上千种害虫,杀虫率达98%。在某种程度上,可替代农药。

  这款灯充分利用太阳能照明灯的主体装置和电源,在灯柱的中间部位安装频振式杀虫灯,利用害虫具有较强的趋光性、趋波性、趋色性,引诱害虫靠近杀虫灯,通过灯外围的高压网杀死害虫,最终落入专用的接虫袋中。目前,这家公司仅在瓦房店市农村就试点安装“一灯两用”的太阳能灯60多盏。

  近年来,大连森谷新能源电力技术有限公司不仅开发生产出太阳能系列电动车、太阳能移动电站等产品,而且还把太阳能光伏技术应用延伸到农业、渔业、建筑和交通等领域。先后为瓦房店、普兰店、长海、旅顺等地农村安装了大量太阳能照明灯。

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