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勐的发展。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160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？
晶体硅太阳能电池激光边缘绝缘化处理
伴随着晶体硅太阳能电池产业的稳步发展，激光一直被认为是提高电池质量和降低制造成本的重要工具。激光加工在诸如激光烧蚀电极（LFC）、激光刻槽掩埋栅电极（LGBC）、以及M/EWT等应用增长显著，目前在晶体硅太阳能电池制造中应用最广泛的激光工艺之一是激光边缘绝缘处理。
c-Si电池制造过程中N型离子掺杂/扩散到P型硅基体形成微米级的N型掺杂膜层，这个膜层包围了整个晶圆片，从而造成了电池前后两面电极的分流，为了避免分流就必须对电池边缘进行绝缘化处理。
典型的激光边缘绝缘化处理是通过在尽可能靠近太阳能电池外缘的周围进行刻划沟槽来实现。为了获得最佳的绝缘效果，沟槽的深度必须大于离子扩散层，典型的沟槽深度为10-20um，宽度为20-40um。尽管Spectra-Physics激光器产品中有众多型号能胜任绝缘处理工作，但是加工速度最快，质量最高的还是最新的调Q全固态激光器系列，其中首选为Pulseo 355-20。
355nm短波长，《23ns的短脉冲宽度使得Pulseo激光器是太阳能电池绝缘化处理的理想选择。实验室测试证明结合高速扫描检流技术，Pulseo 355-20在1-2秒内可以绝缘156mm的晶圆片，集成加工设备后，有赖于良好光学系统设计（光斑等）绝缘划片的速度可望达到500-1000mm/sec或者更高。
由于短的脉冲宽度，与355nm短波长造成的硅片作用深度浅等因素造就了Pulseo紫外激光器的高精度绝缘划线。作为另外的选择532nm激光也可用于绝缘划线，并且同样保持着高速度与高质量。
对于绿光，我们提供Pulseo 532-34，高功率的调Q激光器。当结合电流扫描仪，既能获得高速拐弯与最少的烧蚀。120kHz重复频率下极高的功率和稳定、优异的性能使其在很小的聚焦光斑下也能获得平滑均匀的刻划线。总之，Pulseo 532-34的短脉冲宽度结合高峰值功率和高重复频率带来干净高效的激光绝缘化划线效果。
世界最高效太阳能电池效率达20.6%
韩国最大的科技公司LG电子9日对外宣布，公司已经成功开发出高效太阳能电池，堪称世界最高效的太阳能电池。
据了解，LG研发的太阳能电池是利用156X156单晶硅片材料，成功的将太阳能电池的效率提高至平均20.6%，最高可达20.7%。这远远超过了先前19%的太阳能电池转换效率。
LG电子有关人士表示，该产品的成功开发显示了公司在太阳能电池领域拥有世界一流技术。将继续通过研发，开发出引领市场的新产品。
目前世界各国都意识到了太阳能电池业务的重要性。去年韩国知识经济部就对外宣布，政府和私营部门将为五个研发项目投资6.48亿美元。其中一个项目就是太阳能电池。由LG、三星等组成的团队将共同研发新一代太阳能电池。实际上LG和三星在太阳能电池研究方面有着不同的技术领域。LG则基于硅材料，而三星的技术基于铜等材料。
硅谷太阳能公司实现44%的电池效率
加州圣何塞2012年10月15日电-- 硅谷太阳能公司 Solar Junction旗下一款即将投入商业生产的太阳能电池的能源效率创造了世界纪录。Solar Junction 是面向聚光光伏 （CPV） 市场的高效率多接面太阳能电池开发商。
Solar Junction 技术部副总裁 Vijit Sabnis 表示：“打破我们自己创造的世界纪录巩固了 Solar Junction 作为多接面电池领域创新企业和领导者的地位。我们继续突破技术限制，进一步降低聚光光伏成本。”
当日照强度为947时，Solar Junction 电池的功率转换效率为44%，打破了该公司2011年4月创造的日照强度418时43.5%的纪录。两项纪录均通过国家可再生能源实验室 （NREL） 认证。
Solar Junction 的新纪录再次证明了其 A-SLAM™材料的价值，该材料为聚光光伏系统制造商提供最高效的太阳能光电转换奠定了基础。聚光光伏面板通过将日光聚集到 Solar Junction 在圣何塞工厂生产的小型多接面电池上发挥作用。
就在这项公告之前，Solar Junction 成功完成一轮投资、赢得一份5MW订单并荣获几个行业奖项。今年早些时候，Solar Junction 和全球领先的外延片供应商 IQE 签署了一份投资与制造协议，将 Solar Junction 市场领先的 SJ3™太阳能电池产品投入大批量生产。
此外，在美国能源部 SUNPATH 合同的资助下，Solar Junction 在硅谷的6英寸产品制造厂投入试运行，2013年第一季度开始交货。
氧化铝可使太阳能电池转换率升至10%
由英国牛津大学科学家带领的研究团队，以违反直觉的方式，用低光敏性的氧化铝（Al2O3）替代光激发能力良好的二氧化钛（TiO2）作为电极，将溶液可处理的太阳能电池的转化效率提升至10.9%，创造了新的纪录。他们认为这是因为氧化铝能够充当惰性支架，迫使电子停留其中，并通过超薄的吸收体层进行传送。相关研究报告发表在近期出版的《科学》杂志上。
研究人员谈到，虽然含有砷化镓的太阳能电池的效率最高可达28%左右，但此次无疑开创了溶液可处理的固态太阳能电池的转化效率记录。同时，这一转化率还有望在未来数年急速提升。
但在吸收光子并生成电子的光电过程中，基本的能量损失会逐步上升。为了克服这些损失，此前的研究试图将厚度为2纳米至10纳米的镀锌层（ETA），附加到二氧化钛电极的内表面，以增强电流密度和电压。而之前带有ETA层的太阳能电池的转化效率仅为6.3%，科学家分析这很可能与二氧化钛导致的电子混乱和低迁移率有关。因此他们在此次的研究中改用氧化铝作为电极，其所生成的光激电子能被保留在ETA层内，而不会降低氧化物内的能级水平。同时，使用氧化铝电极还具有多种优势，例如它能显著提升电子的传送速度，迫使电子快速穿过钙钛矿ETA层，并同时提高电压。这一改进也能使太阳能电池的转化效率从8%左右提升至10.9%。因为氧化铝充当了中尺度的支架，而不在光致激发中发挥任何作用。
科研人员表示，这项工作使低成本的溶液处理太阳能电池离晶体半导体的完美性能又近了一步，也为今后的研发开辟了广泛的可能性。他们还期望通过使用新型的钙钛矿和其他半导体，或是扩展光的吸收范围等途径，使得电池未来的效率能够得到进一步提升。
新型太阳能设备 光线较暗也能充电
英国研究人员日前报告说研发出一种新型太阳能设备，它在较暗的光线下也能产生足够的电压为锂离子电池充电，今后或可用于手机和电子书等移动设备，即便在室内等光线较暗地方也能为设备持续充电。
实验显示，这种充电设备即便是在光线较暗的地方，或者甚至是有部分阴影的情况下，也能够发挥出充电功能。
据介绍，这种太阳能充电设备的另一大优点是使用了“有机光伏”材料，这种材料的成本较低，重量也较轻，适合大规模地应用于各种移动电子设备。研究人员正在计划使这项技术走出实验室，形成可商业化推广的充电产品。
美最新太阳能月球车亮相：2015年登月搜寻水冰
北京时间10月15日消息，“好奇”号已开始在火星表面展开考察，月球也将在不久后迎来一辆名为“北极星”的月球车，执行水冰勘探任务。10日，美国宇航机器人技术公司（Astrobotic Technology）揭开了“北极星”的神秘面纱。这种月球车有望于2015年10月搭乘SpaceX公司的火箭登上月球。
“北极星”采用太阳能电池板，外形让人不免联想到莫西干头。登月之后，这辆月球车将在月表寻找水冰的踪迹。水冰能够帮助未来的月球探险家建造月球基地。“北极星”是第一个用于在月球上搜寻潜在丰富水冰层的太阳能机器人。根据美国宇航局和印度航天器的观测发现，月球极地地区存在大量水冰。研究人员表示水冰是未来月球探险家的水、燃料和氧的来源。
“北极星”能够向地下钻探1米的深度，同时也可在阴暗的月球区域执行勘探任务。这辆月球车的目的地是月球北极，最终将搭乘SpaceX公司的猎鹰9型运载火箭从美国卡纳维拉尔角发射升空。此次亮相的“北极星”是一个塬型车，与最终登陆月球的版本结构相同。它采用大量适于飞行的组件，包括使用轻而坚固的合成材料制造的车轮和底盘梁架。
未来几个月，宇航机器人技术公司的团队将对“北极星”的计算机视觉、导航和规划软件以及精确度可达到10英尺（约合3米）的定位软件进行测试。宇航机器人技术公司的首席执行官由卡内基梅隆大学的威廉-惠特克担任，负责为行星探索任务研发机器人技术。惠特克说：“它是第一款专门为了钻探月球水冰研制的机器人。”
“北极星”由野外机器人技术中心研制。这家中心一直在研发用于月球勘探的机器人技术，但还没有一个机器人被送上月球。惠特克指出：“‘北极星’机器人结合了很多想法，具备在月球上寻找水冰的能力。”为了寻找水冰，月球车必须尽可能在靠近阴暗的极地地区进行勘探，同时又不能过于靠近，以免无法利用太阳能电池板发电。
“北极星”装有3个大型太阳能电池板，垂直排列，可捕获靠近地平线的阳光。3个电池板的发电量平均可达到250瓦。此外，“北极星”还采用了卡内基梅隆大学为宇航局资助的“许珀里翁”机器人项目研发的软件，用于追踪“北极星”相对于光线的位置，以便让发电量实现最大化，让在极地阴暗区执行勘探任务成为一种可能。
惠特克表示1个月球日大约相当于14个地球日，可在极地地区寻找水冰的时间只有大约10天。宇航机器人技术公司的团队希望“北极星”能够在这段时间里钻10到100个洞，用于搜寻水冰层。这家公司与卡内基梅隆大学合作，竞争2000万美元的谷歌月球X大奖。为了拿到这笔奖金，宇航机器人技术公司研发了两种月球车，“北极星”便是其中之一。
谷歌为私人出资的月球探索项目设立了3000万美元资金。一等奖2000万美元，将颁给成功让机器人登陆月表并行进500米，向地球传回录像、图片和数据的公司。如果“北极星”能够经受住漫长而寒冷的月球黑夜考验，水冰勘探任务将拥有非常光明的前景。目前，宇航机器人技术公司已从宇航局手中拿到9项与月球探索任务有关的合约，总额360万美元，其中包括评估“北极星”在北极附近行进3英里（约合4800米）情况下使用宇航局水冰勘探设备执行考察任务的能力。
中科院物理研究所太阳能光伏电池研究取得新进展
基于有机分子的太阳能光伏电池作为传统高耗费的单晶太阳能器件最具潜力的替代者，近年来受到了广泛的关注。
有机分子具有高消光系数、无基于有机分子的太阳能光伏电池作为传统高耗费的单晶太阳能器件最具潜力的替代者，近年来受到了广泛的关注。有机分子具有高消光系数、无毒、易合成、价格低等优势。目前这类电池有超过13%的能源转化效率（50%太阳光照下）和较长时间的稳定性。尽管大量实验研究揭示了有机分子太阳能光伏电池的各方面宏观性质，如伏安特性、光谱、薄膜形态等，微观尺度上有关有机分子界面结构和能量转化机制的图像仍然欠缺。这阻碍了人们进一步提高太阳能光伏电池性能。
中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）表面实验室博士生焦扬、张帆、丁子敬和孟胜研究员等最近对基于有机分子的太阳能电池机理作了细致的理论和实验研究。使用包含激发态信息的含时密度泛函理论模拟，他们发现在TiO2界面上分子的能级受界面化学键的振动所调制，从而直接影响激发态电子向半导体注入的动力学过程和效率【Phys.Chem.Chem.Phys.13，13196（2011）】。
接着，他们和清华大学任俊博士、哈佛大学E.Kaxiras教授合作，分析了有机太阳能的典型界面C60/CuPc的原子结构和电子耦合。他们发现，界面处不同的分子排列方式（水平或垂直）对太阳光吸收性能影响不大，但对于电子能级排布却有重要作用。其中水平排列的C60/CuPc界面两层的分子能级更为接近，比垂直排列界面提供高出0.3V左右的电压。这对于提高太阳能转化效率有着重要影响。结果发表在【NanoResearch5，248（2012）】。
中科院化学所在染料敏化太阳能电池研究领域取得新进展
染料敏化太阳电池因其材料来源广泛、成本低廉、光电转化效率高而受到广泛关注。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学所新材料实验室相关研究人员在染料敏化太阳能电池相关研究方面取得了一系列进展。
染料是染料敏化太阳电池中的关键组成成分。新材料实验室研究人员通过材料结构设计和合成，在联吡啶钌染料（Inorg. Chimica. Acta.， 2008， 361， 783-785；Chem. Commun.， 2006， 2460-2462）、有机染料（Chem. Asian J.，2010， 5， 1911-1917；Dyes and Pigments， 2010， 87， 249-256；Chem. Commun.， 2009， 2201-2203）以及无机量子点（Chem.Commun.， 2011， 47， 6461-6463）等研究方面取得重要进展。为解决电解质的腐蚀性和液体泄漏对电池长期工作稳定性的影响，他们在基于聚3-己基噻吩空穴传输材料的固态染料敏化太阳电池研究方面开展了研究。研究结果分别发表在Adv. Funct. Mater.，2009， 19， 2481-2485 和 Chem. Commun.，2011， 47， 6461-6463上，并应染料敏化电池发明人M. Grätzel教授邀请，参加《《Dye Sensitized Solar Cells》》 的编写工作（EPFL Press， ISBN 9-781-4398-0866-5）。
为了提高染料敏化太阳电池对太阳光谱的充分利用，有效捕获太阳光谱中不同波长的光子，他们提出构筑染料敏化光阳极和无机半导体硒光阴极构成的叠层电池概念，实现单个电池“内串联”，克服了通常通过电池简单串联叠加带来的复杂工艺和效率降低，所制备的单个电池的开路电压达到940 mV。上述研究为进一步提高染料敏化太阳电池的光电转换效率提供了新的思路，研究成果发表在近期出版的德国《应用化学》上（Angew. Chem. Int. Ed.，2012， 51， 10351-10354）。
日本古河电工开发出集装箱大小的蓄电池系统，可进行高效充放电控制
古河电工开发出了能够对蓄电池进行高效充放电控制的“封装型蓄电池系统”。该系统平时可用于电力移峰以及有效利用夜间电力，而停电时则可用作紧急电源，用力驱动最低限度的电力设备。目前该公司已开始在横滨事业所对这一系统展开运用试验。
该系统连接太阳能发电面板后可存储光伏发电的电力，还可将蓄电池和太阳能发电的电力一起并入电网。该系统使用铅蓄电池，能量容量为288kWh，最长备用时间在50kW放电时为4.4小时，在4kW放电时为72小时。大小为20英尺集装箱尺寸，长606cm×宽244cm×高266cm，包括蓄电池在内的重量为15吨。在古河电工完成运用试验后，将从2012年度底开始向正在研究救灾对策的公共团体及民间从业者销售该系统。
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