薄如纸片的太阳能电池

美国休斯飞机公司目前正在研制一种宇宙飞船上使用的极薄的太阳能电池。这种电池可望在重量和发电能力方面都有新的突破。这种新型的硅和金属薄片仅有0.05毫米厚,其薄如纸。然而,它把太阳光转化成电能的能力却和现时生产的电池一样高,但度它的厚和重量都只有其它电池的四分之一.     

太阳能热发电

投资者和公用事业公司现在对太阳能热发电技术越来越感兴趣,这是一种难度远比光伏发电技术低的替代技术(光伏电池直接将太阳光转化成电能).今年2月,美国亚利桑那公共服务公司宣布(由西班牙太阳能发电开发商Abengoa Solar和Rhoenix公司共同投资组建),将在亚利桑那州建造一个280兆瓦的太阳能热发电项目.而目前世界上最大的太阳能(光伏电池)发电厂的生产规模只有20兆瓦.     

太阳能电池的最终效率探讨

太阳能电池利用光伏效应将太阳能直接转换为电能,拥有可再生、清洁、安全、寿命长等优点,被认为是最有前途的可再生能源技术之一.虽然光电转化效率在10%~18%的太阳能电池已经实现大规模产业化应用,但如何进一步提升太阳能电池的光电转换效率依然是研究者面临的最重要的挑战.近年来,随着新材料和新技术的不断发展,单结太阳能电池的效率越来越逼近S-Q效率极限;另一方面,随着多结太阳能电池、中间带太阳能电池等新概念太阳能电池的出现,太阳能电池效率纪录在不断地被改写.本文围绕太阳能电池的效率极限,主要讨论了各类单结太阳电池、多结太阳能电池的基本原理和优缺点,分析了限制它们效率进一步提升的主要因素,并展望了新概念太阳能电池的发展与效率极限.     

光电池染料敏化的研究进展

利用半导体作为光吸收器将可见光转换成电能一直受到重视.70年代,人们开发研制了高效硅光电池(固态光伏电池,光电转换效率达25%),在航空器上用于能量供给.以后,人们开始研制半导体液结光化学电池. 一般来说,用Si,GaAs,InP和WSe等半导体(带宽(1.3±0.3)eV)可制成高效液结太阳能化学电池.用Si,GaAs单晶制成光化学电池其光电转化效率可达15%以上,但其严重的光腐蚀性及高的价格限制了这种电池的应用.解决这一问题的办法之一就是使用具有良好的热稳定性和光化学抗腐蚀性的氧化物半导体作电极(如TiO_2,SrTiO_3).然而,氧化物半导体的宽禁带需高能光才能产生电子-空穴对,几乎难以利用太阳光.为了与太阳光相匹配采用了染料敏化半导体电极的方法,在这样的电池中,染料吸收可见光受激后把电子注入半导体导带产生光电流.光电池主要由吸附到半导体电极表面的敏化剂,含有中继电解质的溶液以及金属对电极组成.光敏化剂首先被激发,处于激发态的敏化剂将一个电子注入半电体的导带. 氧化态的染料敏化剂被中继电解质所还原,中继分子扩散     

铜锑硫族薄膜材料及其光伏器件研究进展

薄膜太阳能电池具有材料用量少、生产耗能低、高温弱光发电性能好、易于建筑集成等优势,是非常有竞争力的光伏发电技术之一.铜锑硫族材料价格低廉、稳定性高、绿色无毒、原料丰富,且具有合适的禁带宽度和较大的吸光系数,理论转换效率可达30%以上,是非常有潜力的薄膜太阳能电池吸光层材料.本文综述了近年来铜锑硫族材料光伏领域的研究成果,重点介绍了材料的晶体结构、光电特性、制备方法以及光伏器件的研究进展,并对其发展趋势和下一步工作方向进行了总结和展望.     

基于氧化镱缓冲层实现高效反式结构钙钛矿太阳能电池

<正>为了实现碳中和,能源结构的转型势在必行.太阳能转化的电能在终端能源消费中的比重逐年增长,离不开太阳能电池技术的不断革新.其中,基于金属卤化物钙钛矿的太阳能电池经过10多年的迅猛发展,其光电转换效率已经可以与传统晶硅太阳能电池相媲美,在未来大规模的产业化进程中也被寄予厚望.钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)按器件结构主要分为两类:一类是正式结构电池,一类是反式结构电池.     

太阳能电池效率分析

在化石能源日益枯竭的背景下,可再生能源特别是太阳能的利用越来越显示其重要性,由此太阳能的开发利用方式越来越多,能量转换效率不断攀升,使用成本不断下降.其中利用太阳能的主要方式为太阳能电池,目前大致可分为三大类:晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和新型太阳能电池.晶体硅太阳能电池又分为单晶硅及多晶硅太阳能电池.薄膜太阳能电池包含非晶硅太阳能电池和多元化合物太阳能电池.而新型太阳能电池包括有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池和杂化钙钛矿太阳能电池等.本文从分析太阳能电池的理论效率出发,与目前太阳能电池的实验效率结合,通过对比各类电池实验效率与理论效率,展望其未来发展前景.     

有机太阳能电池

地球上的能源——煤炭、石油、天然气等正在惊人地消耗着,发达国家对能源的需求量日益增长,解决能源危机是当今世界上重要的问题.太阳能的利用便是解决能源危机的一种途径. 太阳能龟池是利用半导体材料的光生伏特效应把太阳能直接转换成电能的一种半导体器件.制造太阳能电池的半导体材料,传统的是用无机材料,如硅、硫化镉、砷化镓等.用这些材料制造的器件,其工艺复杂、成本昂贵.目前,为了提高转换效率及降低成本,开展着极为广泛的研究探索工作.据“第五     

新型太阳能电池的机遇与挑战

<正>过去20年中,能源问题位列人类面临的全球性十大问题之首,其紧迫性愈加明显,也引起了各国政府、社会和科学家的极大关注.能源是人类社会实现可持续发展的动力源泉和重要生存基础.作为能源技术的杰出代表,太阳能电池是利用P-N结的光伏效应将太阳能直接转化为电能的光电功能器件,是人类减缓乃至     

晋能科技:光伏产业的逐梦者

正太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源,而利用太阳能的最佳方式是利用光伏效应,使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。在吕梁市文水县,就有这样一个围绕太阳能做文章的企业,现已成为全球领先的光伏制造企业和清洁能源供应商。在这里,不仅拥有年产600兆瓦太阳能电池及700兆瓦太阳能组件的能力,更有高效多晶硅太阳能电池平均效率已突破18.7%的骄人战绩,     

特斯拉电池如何推动能源革命

<正>●硅谷可再生能源安装公司太阳城(SolarCity)已经开始为一些企业安装锂离子电池组,旨在帮助他们降低用电成本……美国电动车制造商特斯拉公司生产的汽车锂离子电池组并不仅仅只为电动豪华运动车提供动力,它们已经开始出现在更多的生活场景中了。例如,加州的一些家庭将它用于存储屋顶太阳能电池板产生的电能,包括一些大的零售商家(如沃尔玛)可用SolarCity屋顶光伏阵列产生的廉价能源为特斯拉电     

自然信息

新型砷化镓光电池问世苏联科学家研制成功新型砷化镓光电池。该电池直径为1cm,能吸收40W太阳能,又产生10W电能,其效率可达到25～27％,是硅电池的两倍,达到现有煤和原子能电路的最好性能。在原理上,电池效率可提高到45％,研究者还说,它的理论值可达到90％。提高转换效率的关键是新材料。科学技术的飞速发展,可以预见,这一理论值能变为现实。     

无线装置把“失去”的能量转化为电力:超材料电池可以与太阳能电池媲美

正据2013年11月7日报道,使用低成本的材料配制来捕捉微波信号,Duke大学Pratt能源研究室的研究者们已经设计出一种强力的聚能装置可以与现代的太阳能电池板一样有效。据2013年12月的《Applied Physics Letter》报道,一种无线电装置可以把微波信号转变为可以给移动电话电池或其他小型电子设备充电的直流电压。它根据一种与太阳能电池板把光能转变为电能相类似的基本原理工作的。但是这种多功能的聚能装置还可以翻过来变为从其他能源获取信息的装置,例如从卫星信号、声音信号或者     

美国不再生产太阳能电池板

正20世纪50年代,美国发明了硅太阳能电池。20世纪80年代,美国在太阳能研发上的花费比任何其他国家都要多。但不管怎么说,美国最终还是失去了技术优势。你可能不会知道这一点:在郊区屋顶和太阳能电场,你发现的那种标准的黑色含铜太阳能电池板,也叫硅光伏太阳能电池,这种电池在美国诞生和发展。     

方兴未艾的太阳能电池技术

太阳能是取之不尽的清洁能源。目前利用太阳能转换为电能的主要方式是太阳能电池。太阳能电池技术的发展,科学家将其划分为三代。第一代太阳能电池,是人们今天普遍使用的架在屋顶上的单晶     

高效四端钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳能电池

<正>随着能源需求的不断增长和化石能源的日益枯竭,清洁能源的发展正在受到越来越多的重视.其中,太阳能电池可将太阳光能转化为电能,作为一种高效、可靠、环保的清洁能源利用技术,将在未来的能源体系中扮演重要角色.近年来铅基卤化物杂化钙钛矿太阳能电池因同时具有高光电转换效率和潜在的低制造成本,迅速成为太阳能科学的前沿热点领域.单结钙钛矿电池的能量转化效率的世界纪录目前已达26.0%,     

钙钛矿太阳能电池中的卤素扩散平衡

<正>能源是人类赖以生存的物质基础,是社会发展不可或缺的基本条件.太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的可再生清洁能源,实现其应用发展可推动对化石能源的有序替代,缓解人类在化石能源枯竭和环境污染方面所面临的严峻问题.太阳能电池利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能,是太阳能利用领域中一种理想的转换途径.目前,太阳能电池技术已经历了三代的革新,主要包括晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、铅卤钙钛矿太阳能电池等.     

廉价而超高效率的太阳能——聚集太阳能模板变得更加可行

被称为聚能光生伏打效应的技术,既得益于太阳能电池的进步(这种电池可吸收太阳光并将其转化成电能),也得益于将阳光聚集到电池上的反射镜或透镜聚光器(concentrator)系统。不久,这种技术将产生和从电网上获取电力一样便宜的太阳能动力。将太阳光聚集以减小太阳能电池的尺寸,从而降低成本的想法早在几十年前就有了。但重新对这种想法产生兴趣,还是2年前的事情。去年10月,日本电子巨头夏普公司展示了用弗雷斯内尔透镜(用于灯塔上)将太阳光聚集到一种超高效率的太阳能电池上的新系统,其效率大约为传统硅太阳能电池的两倍。其他公司,如美国加利…     

STPV系统熵产及效率研究

根据热力学第二定律对太阳能热光伏系统进行建模分析, 研究并比较了系统各组成部件中的熵产大小, 同时讨论了各模块的转换效率. 分析了辐射器温度、聚光器会聚比、电池禁带宽度、电池温度及滤波器透射率等参数对熵产及效率的影响. 得出系统总熵产随着辐射器温度的升高呈现先减小后增大的趋势, 而随着聚光器会聚比的增加, 系统总熵产逐渐减小. 电池禁带宽度、化学势的增加使得系统各部件熵产减小, 电池温度的升高影响了其转换性能, 使得熵产增加的同时转化效率逐渐降低.     

未来的空间发电站

太阳每小时释放的能量可供人类使用几万年,其中辐射到地球的能量级为1.8亿千瓦,相当于燃烧9000万吨煤的热量。如何利用这种诱人的能源?世界各国科学家普遍认为,最佳的方案是建立空间太阳能发电站。未来的空间发电站,实际上是利用太阳能发电的人造卫星。在卫星表面覆盖有太阳能电池板,先把太阳能转换成电能,然后由高频功率管电能发生器把直流电转换成微波电能,再由卫星上的发射天