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光伏每周技术资讯汇总(第三期)

分类: 光伏太阳能 浏览量: 留言数: 6695

  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?

  同济大学太阳能屋参加欧洲竞赛

  主体、外壳、内核,建筑空间在半室外、室内及天井空间之间精彩转换变化:在仅有50平方米的生活空间内,安排布置了起居室、餐厅、厨房、卫生间和卧室,同时室内电器家具一应俱全,居家用电全部由太阳能供给…… 7月5日,一座名为“Para Eco-House”的太阳能住宅在彰武路校区亮相。该住宅将代表同济大学出征2012欧洲太阳能十项全能竞赛,这也是同济大学第三次入选全球性太阳能十项全能大赛。

  据介绍,“Para Eco-House”(复合外皮生态住宅)将室内外建筑空间的组合与生态技术巧妙结合:一个与建筑本体错位交织的菱形网格状外庇在房屋之外,并横跨屋顶承接着屋顶的太阳追踪型光伏发电系统,同时在房屋西面悬挂而下立体绿化,嵌入薄膜光伏发电组建,集生态绿化、太阳能利用、通风遮阳为一体,构成可调节室外微气候的室外灰空间。在太阳能利用的主题中展现着建筑技术的默契,在建筑设计的逻辑语言中整合了参数化方法,在生态策略中整合被动式和主动式节能技术,。本作品结合竞赛场地条件集成了诸多项生态技术亮点,如自动跟踪太阳能高度角的屋顶单晶硅光伏系统、弱光性佳的西侧壁薄膜光伏系统、与建筑协调的高效太阳能平板集热器,,光热利用一体化的PVT系统,利用昼夜间大温差蓄放热特点的水源空调热泵系统,水资源循环利用的雨水收集、灰水处理及立体绿色滴灌系统,调节建筑室外微气候的喷雾蒸发降温系统,还集成有建筑遮阳,天井热压通风VIP高性能保温,热湿独立控制空调系统,生态竹材利用,家庭能源信息智能化和LED照明等。 

  在简短的竣工暨启运仪式上,常务副校长陈小龙表示,同济大学连续三年入选全球性太阳能十项全能大赛,这在世界大学中也不多见,其目的是希望通过与世界范围内的大学生在创新领域的科技竞赛,来更好地促进学生多学科交叉和学生动手能力培养,推动同济卓越工程师培养,推进可持续发展校园建设。他希望同济学生要赛出水平,赛出风采,对得起一年多自己的努力和创造,对得起赞助商的帮助和支持,对得起学校的培养和指导。

  太阳能十项全能竞赛(Solar Decathlon)由美国能源部发起并主办,每届在全球范围内选拔20所大学参赛。每所参赛大学的学生团队要设计、建造出一座以太阳能为唯一能源的太阳能住宅,并配备全套日常家用电器及家具等生活设施。

  2011年5月,由同济大学建筑、暖通工程、结构工程、电子与信息工程、环境等多个专业20多名学生组成的参赛团队共同提交的“Para Eco-House方案”,入选2012欧洲太阳能十项全能竞赛。随后,团队不断改进、优化这一方案。今年5月22日,太阳屋建造工程在该校彰武路校区正式动工。7月5日,按期建成。该参赛住宅由清洁能源企业新奥集团提供特别赞助,这也是新奥集团连续三年为同济太阳能屋项目提供支持。

  另据了解, 这座复合外皮生态住宅将于近日拆卸装箱,启运西班牙马德里参加2012年9月在那里举行的欧洲太阳能十项全能竞赛。在赛场现场,同济学生团队将于一周时间内在指定地方搭建起这座“Para Eco-House”,之后开始在屋内展现正常居住生活,接受评委专家和公众的测评。

  竞赛评委最终从建筑设计、工程与结构、太阳能系统、电力能源平衡、舒适性、工业化前景、创新性、可持续性等10项指标,对参赛的太阳能住宅进行总评分。此国际性赛事致力于通过展示太阳能建筑这一清洁能源产品,面向参赛的青年学生和前来参观的公众普及可再生能源的应用,推进太阳能建筑的工业化;同时也为参赛学生提供特有的训练机会,让他们未来更好地投身于国家清洁能源事业。

  2013年太阳能十项全能竞赛将首次在中国举办。

  细菌或有助于提高太阳能转换效率

  来自美国麻省理工学院(mit)的科学家小组近日称,他们从大自然获得了灵感,想到了一种收集太阳能的全新的方法。他们的研究工作将会引领新的太阳能转换技术的诞生。

  现在,商业太阳能的主要方式是将太阳辐射能转换为电能。太阳能电池的平均转换效率为20%,这意味着照射到太阳能电池上的光仅有1/5被转换成了电能。

  业内认为,哪怕是1%的效率的提升也是向前迈出的重要一步。领导mit研究小组的博士后研究员称,深海细菌有能力吸收照射到它们上面的98%以上的弱光。

  当然,大自然已经有数十亿年的历史了,但是科学家们正在迎头赶上。目前mit研究小组正在实验室中使用深海细菌来模拟光捕捉方法,并且花费大量时间来确定它的工作原理。

  mit电子实验室研究员dörthe m. eisele称,这方面的工作可以引领全新的光收集方法的开发。但是,专家首先需要了解大自然中构成光合作用的基本流程。

  在最近的研究中科学家所观察到的细节发表在了7月1日刊出的《自然化学》杂志上。该小组利用染料分子和双层碳纳米管(dwcnt)创造了一个人工的自组装系统。

  “这是大自然最伟大的秘密之一,怎样高效收集太阳能。”eisele解释说。她说,虽然dwcnt不太可能使用在实际应用中,但是他们确实是最有效的测试材料,可以帮助证明一些概念。

  “我们不想改善目前太阳能电池的效率,我们想从大自然中学到如何创造一个全新的光收集设备。”专家补充到。洪堡大学,奥斯汀的德克萨斯大学和格罗宁根大学的科学家也是该项目的参与者。

  “研究人员用精细的实验来测试系统的纳米级成分在光致激发后是怎样互相影响的。这给光收集中大型应用分子的装配提供了重要的见解。”gregory scholes评论到。

  麻省理工华人教授寻找降低太阳能电池成本新法

   高纯度硅占太阳能电池的总成本多达四成,如何用最少量的硅发挥最高效率,成为太阳能电池制备的重中之重。美国工程院院士、麻省理工学院机械工程系教授陈刚的研究小组找到了一种新方法,可以在保持高效率的同时,将硅片的厚度减少90%以上。

  硅太阳能电池的工作原理可分为两大步:第一步是吸收射入光子,第二步是激发自身电子。很多研究团队提出了增加硅晶体吸收光子能力的方法,但这些方法同时使其自身表面积增加,从而导致被激发的电子有可能被重新“复合”到硅板之中。

  陈刚领导的研究小组则将硅晶体表面的结构定制为“倒金字塔”型,每个倒金字塔型压槽的直径不超过1 微米。这种特殊的“织物”结构仅仅使超薄硅晶体的表面积增加70%,光子吸收能力却堪比30倍厚的传统硅晶体。相关研究论文发表于2012年6月的《纳米快报》(nano letters)杂志,论文第一作者为陈刚研究组的博士后anastassios mavrokefalos。

  这种特殊的“织物”结构仅仅使超薄硅晶体的表面积增加70%,光子吸收能力却堪比30倍厚的传统硅晶体。

  这项技术在保证硅晶体效率的前提下大大削减了高纯度硅的使用量。它不仅有望大幅度减少生产成本,而且会减轻电池自重,从而进一步减小用于支撑和安装的费用。同时,制备这种新型晶不需要任何现有硅晶片以外的新设备和新材料,将来容易实现规模生产。

  研究团队的下一步是配上真正的光电电池并证明其效率。陈刚对麻省理工学院新闻办公室表示,如果一切顺利,该系统有望在不久的将来开发出商用产品。

  斯坦福大学材料科学与工程系副教授崔屹对陈刚及其同事的此项研究评价颇高。他说,这是一种太阳能电池薄膜吸收光子的有效结构,“具有非常可观的潜在应用价值”。

  昱辉阳光新一代Virtus准单晶电池平均效率达18.2%

  7月10日,位于中国嘉善的全球领先的高效太阳能多晶硅片和组件生产商昱辉阳光,在intersolar北美展会上展出了其新一代Virtus V级硅片光伏组件,其展台位于#7523。目前Virtus硅片和光伏组件已在北美和南美市场销售。

  昱辉阳光Virtus组件的光电转换效率已经超过了18%,胜过传统的多晶硅光伏电池16.5%的效率。新一代电池增强了其功率特性,提高了公共事业、商业和住宅光伏项目的投资回报率。领先的切边技术提升了太阳能发电的成本效益和能源效益标准,并且已经在欧洲和美洲市场销售。

  “太阳能行业竞争激烈,在每瓦成本上所做的任意改善都是非常重要的。”昱辉阳光美洲区总裁Kevin Chen说到。昱辉Virtus硅片技术已经使得光伏组件的转换效率接近单晶硅光伏组件,但是在每瓦价格上又非常接近多晶硅组件,因此性价比更高。Virtus组件有效满足了北美市场增长的需求。

  “昱辉阳光致力于大举投资,利用Virtus硅片技术来改善组件的性能”,昱辉阳光总裁李仙寿说,“我们正提高我们的产能,简化生产成本,这就使Virtus组件下游的竞争成本优势达到最大化。到2012年底实现的2GW硅片产能的一半将会来自于Virtus生产线。”

  昱辉阳光的Virtus技术结合了单晶硅的高质量和多晶硅光伏组件的低成本。总的来说,该技术是使用具有成本效益、并且浪费较少的生长多晶硅铸锭的技术,来生产高效单晶硅片。传统的单晶硅CZ直拉法生成了圆形硅锭,而昱辉阳光的准单晶技术是生成了方形铸锭,使得光伏组件中的有效光电转换面积达到最大,增大了整体的能量输出。昱辉阳光Virtus电池的光致衰退比传统的单晶硅电池低66%,这也提升了太阳能组件的实际输出功率。

  昱辉阳光去年推出了第一代Virtus电池,和传统的多晶硅电池竞争。当时生产的太阳能电池平均效率超过17.5%。随着在北美展会上V级硅片的推出,其太阳能电池的平均效率达到了18.2%。昱辉阳光新的V级硅片技术已经应用在了255W以上的高效光伏组件上,该组件适用于公共事业、商业和住宅光伏系统

  imec将展出效率达20.04%的硅太阳能电池

  本周在旧金山imec将展出效率达20.04%的大面积工业级别硅太阳能电池,该电池通过了Fraunhofer ISE-Callab认证。该电池结合了高效率、低成本的工业流程。

  该公司生成其专有PERC流程可以最大限度的提升电池的转化效率,途径是在优化结构和材料的同时保留成本效益设备概念和工艺。Imec指出PERC电池能够迎合工业光伏生产的要求。其覆盖面积为125x125平米,带有Cz p型硅电池,以及简单的同种发射器和银质前端触点(65??m指宽)、两个汇电板和一个铝制改装后端金属。令该公司感到欣慰的是在工业生产环境中,价格还有可能降低,效率也有可能提升。目前,将此流程推广到156x156平米的硅片已在进行之中。

  这款电池在imec新建的太阳能电池初探生产线上生产。这条初探生产线配备了最先进的工业设备,价值1000万欧元。这条生产线的运行非常灵活,硅片产量一周最高可达到1000。

  Imec光伏研究总监Jef Poortmans博士:“简单且具有成本效益的PERC电池是imec为满足光伏行业降低硅太阳能电池峰瓦成本这个短期渴望的对策。我们的PERC流程结合了简单的设备结构和经过优化的流程,从而能够提高效率。我们非常高兴实现了普通PERC电池效率超过20%的目标,面积大、仅包括一个同种发射器和银筛网印刷触点。这显示出我们使晶体硅太阳能电池同时具备性能高、流程简化的能力。”

  铂阳太阳能推出新技术 总成本可减少17.5%

  铂阳太阳能公布,在其三叠层硅锗薄膜太阳能组件生产线上引进了一套新的生产操作程序并取得技术性突破。生产三叠层硅锗薄膜光伏组件所使用之主要材料锗烷、硅甲烷及三甲基硼烷(TMB)气体之耗用量,因采用此新生产操作程序而大幅减少。总气体成本并因此而可减少17.5%。

  加上光伏组件的转换效率有所提升,利用此新生产操作程序之组件,其每瓦之总直接材料成本将减少约12.7%。而预期随着新操作工序进一步改善及技术上的进步,利用集团之技术而生产之薄膜光伏组件,其直接材料成本及总生产成本将进一步降低。

  集团将进一步改善生产操作工序,目标是於今年底进一步减少15%的总气体耗用量、及总气体物料成本。

  天合光能展出新型Trinasmart最大化器技术

  天合光能近日表示,通过与Tigo Energy首次合作的努力,本周旧金山举行的Intersolar North America展会圣桑,他们将展出新型的Trinasmart技术。Trinasmart据称将该公司的组件同最新的最大化和监控技术结合,最大限度的利用屋顶空间和功率输出。

  这个最大化器据称使用的是内置的技术,可以找出每个组件的最优运行点,有助于避免遮蔽问题。天合光能指出这项技术比受到遮蔽影响的阵列功率输出能多出20%,“完美”安装的输出最高能提高8%的输出。这项新技术还融合了优化的监控功能,提高了安全性,让系统所有者可以在组件级别监控系统性能、在电脑、智能手机或平板电脑上跟踪历史数据和编译系统信息。

  华南理工大学有机光伏电池效率达到8.4%

  来自华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室、阿克伦大学和Bruker集团纳米表面实验室的学者日前公布了在高分子太阳能电池领域的最新研究进展,通过采用共轭聚电解质PBDT-DTNT和富勒烯衍生物电子受体PC71BM,该团队制作出了转换效率8.4%的倒置结构(或称反相结构)有机太阳能电池。该结果已在在英国皇家化学学会期刊上发表。

  由于在传统体异质结型聚合物太阳电池采用ITO/PEDOT:PSS/BHJ/Ba(Al)结构中,酸性磺化聚苯(PSS)掺杂的聚噻吩衍生物(PEDOT)对ITO有腐蚀作用,而且铟离子的扩散会影响器件性能。在华南理工大学杨庭斌博士、华南理工大学材料学院黄飞教授、阿克伦大学龚雄助理教授等研究人员的共同努力下,通过采用倒置结构,省去了原有的PEDOT:PSS层,可以有效提高电池的稳定性。研究人员采用ITO/ZnO/PFN-Br/PBDT-DTNT:PC71BM/MoO2/Ag结构制作电池开路电压0.75V,短路电流17.4mA/cm2,填充因子61%,转化效率8.4%。

  发光材料与器件国家重点实验室于2011年在华南理工大学正式成立,实验室主要研究光电功能材料与器件的关键重大基础科学问题,开展基于发光与光电转化物理基本科学问题、分子新结构设计与合成、材料高性能化和实用化、聚集态结构的可调控性、器件高性能化和集成化的应用基础研究,力争在发光与光电转化理论方面取得新突破,推动包括太阳能电池在内的光电材料等产业的发展。

  苹果获得第六项太阳能专利

  苹果在太阳能技术方面的研究仍在继续,最近苹果获得了第六项关于太阳能操纵装置技术的专利,具体地,这项发明与支持多种充电界面的便携式电子设备有关。

  这种便携式电子设备的操纵装置可用太阳能充电,包含了一个电压转换器和用于控制变压器的控制器。电压转换器能够输入太阳能源,输出给电子设备。电压转换器是用来监测电子设备电流的电压强度,而控制器则能够根据电子设备的电压来控制电压转换器,从而使太阳能输出电流的电压能维持在预定的范围内。

  专利图FIG. 4A展示了这样的一种操纵装置。太阳能从401输入,经过电压转换器402,控制器会根据输出设备的电压来控制402的转换,从而控制电子设备(也可是电池、充电器)的电压。

  Solexel推出新型超薄太阳能电池

  Solexel近日在Intersolar上推出了新型硅太阳能电池。Solexel总裁Mehrdad Moleshi介绍这款突破性的超薄光伏电池,它是由三氯甲硅烷气体生产而成。

  该公司生产出了最大的超薄晶体太阳能电池,效率达19%,Solexel的进一步目标是将效率提升至23.5%,组件效率达到22%。电池背板不仅可以支撑电池,而且还使电池非常柔软,摒除了高成本的生产过程,使Solexel的电池价格达到每瓦0.42美元。

  新型太阳能光伏热系统将发电和供热合二为一

  研究人员近日在太阳能技术方面取得了一项重要突破,他们开发出一种新型太阳能光伏热系统(PVT),可以发电和供热。而之前的太阳能光伏热系统一般是由晶体硅电池组成,能发电但是很少能供热。

  Stephen Harrison和Joshua Pearce在光伏热系统中设计和测试了非晶硅电池。该新系统由于具有更高的运行温度因此能够发出更多的热量,同时发电量也增加了10%。

  “该研究开发了一种非晶硅的全新应用,并且使得光伏热系统多了一种更经济的应用可能。” Pearce博士说。“在加拿大我们既需要太阳能发电,也需要太阳能供热。但是由于屋顶面积有限,这就使我们遇到了难题。”而现在人们可以将太阳能发电和太阳能供热完美地合二为一。

  非晶硅相对于晶体硅具有几项优势:其生产用料和生产成本更低,可以提供更高的投资回报率。

  该研究表明,只要能够在光伏热系统中的高温条件下运行,非晶硅太阳能电池可以制成更大厚度的电池。

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