美科学家研制出体光伏材料

<正>据报道,美国科学家研制出了一种体光伏材料,用其制造的太阳能电池板成本低、效率高。40多年来,科学家们一直希望能研制出体光伏材料,其除了能利用紫外线的能量外,还能利用可见光和红外线的能量,新材料的问世终于让他们如愿以偿。新材料由宾夕法尼亚大学和德雷克赛尔大学的科学家携手研制而成,其有三大突出优势。首先,它制造出的太阳能电池板比目前占据市场主流的硅基太阳能电池板更薄。第二,其原材料比目前高端薄膜太阳能电池所用材料更便宜。第三,这种材料是铁电材料,这意味着其极性可打开也能关闭,有助于太阳能电池材料超越目前光电转化效率的理论限制。     

太阳能电池硅转换材料现状及发展趋势

目前太阳能电池工业转换材料绝大多数都采用硅，而硅材料主要来自于半导体工业的废料。作为硅集成电路和器件用的多晶硅原料的生产普遍采用西门子法。随着光伏产业的迅速发展，来自半导体级硅的废料预计不会明显增加。因此，将不能满足太阳能电池用硅的需求，硅原料已经成为光伏产业发展的最主要的瓶颈之一。为了满足太阳能电池工业健康发展。研究开发一个不依赖于半导体硅生产的低成本太阳能级硅供应体系是非常必要的。     

太阳能电池用多晶硅铸造技术研究进展

高性价比优势使多晶硅成为光伏市场的主要材料.随着太阳能电池向低成本化方向的发展,太阳能电池用多晶硅铸造技术的研究与开发有着重要的意义.综述了目前太阳能电池用多晶硅锭、多晶硅带和多晶硅薄膜的铸造技术的起源、原理、优点和缺点,以及采用不同铸造方法制备的硅组织特点,评述了新的太阳能电池用多晶硅的铸造方法,展望了新的铸造太阳能级多晶硅新技术.     

高效屋顶光伏发电及其并网系统研究

光伏发电系统是利用半导体材料的光伏效应,将太阳辐射能转化为电能。太阳能原料具有清洁、安全和可再生的优势,而太阳辐射能转换为电能的转换率和系统稳定性决定了其发展上限。本研究主要围绕高效屋顶光伏发电系统的分析、并网逆变器工作原理和系统控制技术展开,通过建设高效的屋顶光伏发电及其并网系统,可以提高光伏发电的效率和稳定性,为可再生能源的大规模应用提供支持。     

铁酸铋薄膜光伏效应研究进展

铁酸铋是目前唯一在室温下同时具有铁电性和反铁磁性的单相多铁性材料,并且这两种铁性有序之间存在磁电耦合效应,其铁电居里温度和反铁磁奈尔温度都远在室温以上,在光电器件、自旋电子器件、铁电随机存储器、磁电存储单元等领域有着广阔的应用前景。此外,作为一种典型的铁电材料,铁酸铋还具有较大的剩余极化强度、相对较小的带隙宽度以及较大的光吸收系数,理论上具有较大的光电转换效率,有望成为下一代太阳能光伏电池的备选材料。然而,目前有关铁酸铋材料光伏效应的机制还没有明确的定论,影响其光伏效应的因素较多,例如电畴、界面、厚度、退极化场、缺陷及极化强度等。欲提高铁酸铋材料的光电转换效率,许多问题亟待解决。综述了近几年来国内外关于铁酸铋薄膜光伏效应机制方面的研究。     

基于DSP的聚光光伏发电自动跟踪系统的设计

为提高聚光光伏发电的太阳能利用率,提出了一种环形轨道式光伏发电双轴跟踪系统的设计方案.系统采用DSP控制伺服电机的方法,利用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术,形成了闭环的位置伺服控制.通过MATLAB/SIMULINK进行了速度环仿真,结果表明该系统运行稳定,具有较好的静态和动态特性.     

ZrO_2上转换反蛋白石光子晶体的制备及发光调控研究

采用自组装方法和溶胶凝胶法制备了光子带隙位于489和543nm的2种Yb~(3+),Tb~(3+)共掺杂的ZrO_2反蛋白石光子晶体,并研究了光子带隙对Tb~(3+)离子490和545nm的上转换发光的调控。研究发现:Yb~(3+),Tb~(3+)共掺杂的ZrO_2反蛋白石光子晶体的光子带隙对Tb~(3+)的490nm(~5D4→~7F6)和545nm(~5D4→~7F5)的上转换发光有显著的影响。当Tb~(3+)离子的发射光谱带与光子禁带重合时,在光子带隙调制作用下,Tb~(3+)的上转换发光受到明显的抑制。通过调节光子晶体的周期结构可以实现对稀土Tb~(3+)的蓝光和绿光的上转换发射的调控。     

太阳能产业升级释放配套特种涂料潜在市场

<正>2011年,新能源再次成为全国"两会"热点。作为传统能源的重要替代能源,太阳能利用产业一直备受各国重视,近年来国内光伏与光热产业也得到了迅猛发展,由于一些高端特种涂料被应用于这一领域的核心技术研发上并取得了一定的成果,而被     

基于矿物特性的太阳能储热材料研究进展

相变材料因其优越潜热被广泛应用于太阳能光热技术中,绝大多数有机相变材料的导热系数非常低,大多介于0．1～0．4W·m^-1·K^-1之间。此外,相变材料流动性大,因此需采用导热性能好、具有稳定结构的基体支撑有机相变材料,改善其应用性能。一些天然矿物具有适当的比热与导热系数、多孔道的微结构以及天然的热稳定性与化学兼容性等矿物特性,被用于支撑相变材料制备太阳能储热材料。探讨了矿物的结构特性与性能优势,总结了石墨、珍珠岩、蛭石、硅藻土、埃洛石以及石膏等矿物基太阳能储热材料的制备研究。在此基础上介绍了矿物基太阳能储热材料在太阳能建筑节能、太阳能热水器、太阳能热发电等太阳能光热领域中的应用,并展望了矿物基太阳能储热材料的发展趋势和应用前景。     

光伏组件全自动在线敷设机的设计

针对太阳能电池板(即光伏组件)在线敷设的生产特点和要求,对全自动在线敷设机的总体方案、传送系统和抓取系统进行结构设计,综合采用电机、气动和液压系统实现电池片串在线抓取、转向和搬运的功能,完成对光伏组件的排版与叠放。     

冶金法制备太阳能级硅的原理及研究进展

随着光伏市场需求不断增加,满足光伏电池技术经济指标要求的硅材料出现严重短缺,低成本提纯冶金硅至太阳能级硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点.本文分析了全球光伏产业的发展现状和趋势,对目前获得太阳能级多晶硅的化学路径和冶金路径进行了对比分析;重点介绍了冶金法制备太阳能级硅的工艺原理,以及目前常用的提纯技术;同时,简单介绍低成本生产太阳能级多晶硅的新工艺,并指出了冶金法可能是今后提纯多晶硅的主要研究方向.     

光伏-PEM储氢系统建模与仿真

光伏发电存在间歇性的缺点,需要一个可持续的储能系统来满足需求。介绍光伏-PEM（质子交换膜）储氢系统,将电能转化为氢气储存,后期再通过PEM 燃料电池将氢气转化为电能。该系统包含光伏发电系统、PEM制氢电解槽以及燃料电池等,通过电解水产生氢气,氢气在高压下储存在压缩储罐中以备后用,后期系统有需要时,氢气将通过PEM燃料电池重新转化为电能。光伏发电系统的输出电流由PI控制器控制,以稳定电解槽的输入电流。对于光伏-PEM储氢系统,主要问题是对天气条件的依赖。通过系统建模来模拟光伏-PEM储氢系统的运行过程,评估与太阳能光伏输出电流相关的光照强度对氢气生产、氢气储存以及后期氢气再电气化的影响,为后续有助于缓解与太阳能、风力发电和其他间歇性发电相关的储能问题奠定基础。     

含空位和杂质缺陷的闪锌矿电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法,研究硫空位、锌空位以及铁和镉杂质对闪锌矿电子结构的影响,分析空位和杂质对闪锌矿的价键结构、能带、态密度、差分电荷密度等的影响。计算结果表明:镉杂质缺陷导致闪锌矿的晶胞参数变大,而硫空位、锌空位和铁杂质均使闪锌矿的晶胞参数变小;硫空位使闪锌矿的带隙变窄,与硫空位相邻的4个锌原子的电荷明显低于其他锌原子的电荷;锌空位使闪锌矿的带隙变宽,费米能级向低能方向偏移,与锌空位相邻的4个硫原子的电荷明显低于其他硫原子的电荷;铁杂质使闪锌矿的带隙变宽,并在带隙中形成一个由铁的3d轨道贡献的杂质能级,费米能级向高能方向偏移;镉杂质对闪锌矿能带结构和态密度的影响较小,在闪锌矿价带-7.5eV处形成一个由镉的4d轨道贡献的能级,Cd—S键布居数下降,共价性减弱。     

太阳能光伏发电系统在腐蚀监测系统供电的应用

腐蚀监测系统需要充足的电力供给运行动力,从节约能源以及控制成本等方面考虑,在腐蚀监测系统的供电监测中可以利用太阳能光伏发电系统实现对腐蚀监测系统的供电.可以通过软件界面对光伏变电站情况的监控,采取相应数据和信息,保证供电安全.本文主要对太阳能光伏发电系统在腐蚀监测系统中的供电应用进行分析.     

热激电流谱确定CZT:In中的陷阱能级(英文)

熔体法生长的半绝缘碲锌镉(Cd1-xZnxTe 或者CZT)晶体中存在着很多缺陷,这些缺陷作为陷获中心在带隙中引入了深能级,从而严重影响 CZT 的探测性能。分别采用初始上升法和同步多峰分析法(SIMPA)分析热激电流谱(TSC),从而获得了半绝缘的铟掺杂的Cd0.9Zn0.1Te晶体中的陷阱能级分布。结果表明:由于重叠峰的干扰,初始上升法在确定陷阱峰的最大值时会产生较大的误差;而 SIMPA法被证实适用于分离重叠峰,可同步获得较全面的陷阱能级分布。基于此,获得了半绝缘 CZT:In晶体的缺陷能级分布结果,即包含十个陷阱能级和一个影响暗电流分布的深施主能级 EDD。此外,通过EDD能级与费米能级的关系,解释了CZT:In晶体获得高阻特性的原因。     

Sr-F共掺杂对AgSnO_2电性能影响的仿真分析

采用第一性原理下的密度泛函理论,通过Materials Studio中的CASTEP模块计算Sr-F共掺杂SnO_2能带结构、态密度、差分电荷密度及电荷布居数,以研究共掺杂对改善AgSnO_2导电性能的影响。结果表明,共掺杂后的材料仍为直接带隙半导体材料;Sr的3d态与F的2p态共同作用于费米能级附近的价带部分,同时F的2p态作用于导带;使得价带顶穿过费米能级,导带底向费米能级处靠近,即禁带宽度减小,载流子由价带激发到导带所需的能量减小,使SnO_2的导电性能得到提高。     

窄带隙Pechmann类聚合物的合成及光伏性能

通过Stille偶联聚合方法合成一种新型的Pechmann类窄带隙聚合物(PBDTTP),并将其应用到太阳能电池的研究中。PBDTTP具有高的相对分子质量、良好的溶解性能与成膜性能。紫外-可见吸收光谱表明,在薄膜状态下,PBDTTP的吸收范围在300~900 nm之间,其最大吸收峰位置在748 nm,相应的光学带隙为1.37 eV。光伏器件的结构为(ITO)/PEDOT:PSS/PBDTTP:PC_(71)BM/A1,初步的器件结果显示,当PBDTTP与PC_(71)BM质量比为1:2时,光伏器件具有最高的能量转换效率(PCE),为1.03%,对应的开路电压(V_(oc))为0.75 V,短路电流密度(J_(sc))为2.24 mA/cm~2,填充因子(FF)为61.2%。     

科学认识 促进光伏产业健康发展

发展太阳能光伏发电对突破资源、环境约束,实现可持续发展具有重要意义。科学认识光伏发电的地位,采取相应的对策措施,是促进我国光伏产业健康发展的基本保障。太阳能资源丰富,与风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等共同构成可再生能源体系。随着全球能源保障和环境污染等问题日益突出,太阳能光伏发电凭借其清洁、安全、简单等突出优势,成为一种发展较快新能源。但与其他可再生能源一样,太阳能光伏的应用也有很大局限性,在现有技术条件下,还不能成为保障经济和社会发展的主流能源。因此,科学认识光伏发电的地位,     

太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展

随着太阳能光伏产业在全球范围内的迅猛发展,作为太阳能电池最基础的原材料一高纯多晶硅,在全球范围内严重短缺,迫切需要发展一种高效率低成本的太阳能级多晶硅的制备方法。在各种生产多晶硅的方法中,定向凝固多晶硅因其成本低、环境污染小,工艺相对简单、成熟,且能直接使用冶金级硅为原料的特点,被寄予很大的希望来实现大规模太阳能级硅的生产。本文综合评述近年来太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展,着重阐述冶金级硅中磷和硼的提纯,以及多晶硅定向凝固组织和缺陷的控制,并提出今后的研究发展方向。     

氮化钛太阳光谱选择性吸收薄膜研究进展

当煤炭、石油等不可再生能源频频告急,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时,太阳能作为一种可再生的清洁新能源,已越来越引起人们的关注,太阳能光伏已是目前最热门的环保技术之一.综合利用太阳能的研究是当前和长远的社会发展需要,也是科技工作者深感兴趣的重大研究课题.太阳光谱选择性吸收薄膜是太阳能光热转换中极为重要的关键材料,是提高光热转换效率的重要手段,国内外关于各种太阳光谱选择性吸收薄膜或涂层的研究方兴未艾,这也是当前太阳能热利用中的前沿课题,其中应用最广的为氮化钛(TiNx)薄膜.