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.     

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%,     

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     

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.     

基于“C-C键优先断裂”的光催化生物质制氢

<正>随着人类社会的高速发展,化石资源被迅速大量消耗,带来能源短缺和一系列环境污染问题.化石资源的消耗也向大气中排放了大量的CO₂等温室气体,导致全球变暖.为应对能源危机、减少CO₂排放,发展核能、风能、潮汐能、太阳能和生物质能等可持续能源来替代化石资源是国际上的共识.太阳能是地球上重要的能量来源,通过辐射向地球源源不断地输入能量,     

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,     

柔性及半透明钙钛矿太阳能电池

近几年来,有机-无机杂化的钙钛矿太阳能电池的效率突飞猛进,仅仅4年时间里,基于这类材料的固态太阳能电池效率已经达到了经过认证的22.1%.该效率能够与商用的硅基太阳能电池相媲美,并且已远超有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池的效率.除了可观的效率,相较于其竞争对手,该类材料具有适应于低温/空气中的溶液处理的能力以及更好的柔性,使其在大规模制备上具有成本优势以及能更好地应用于可穿戴电子设备的能力.本文聚焦于柔性及半透明钙钛矿太阳能电池近期的发展.在柔性钙钛矿太阳能电池方面,讨论了两种主要的器件结构:平面型及纤维型;而在半透明钙钛矿太阳能电池方面,则讨论了两种主要的构造策略:减少膜厚及形成孤立的岛状结构.鉴于该类材料的优势和特性,我们可以确信其在柔性及半透明太阳能电池领域的应用潜力,而这些应用也将进一步推动基于该类材料的太阳能电池的发展.     

快速发展的微纳能源技术

正能源是人类社会可持续发展的最基本驱动力,也是人类赖以生存的重要物质基础.随着传统化石能源日益枯竭,能源问题成为当前人类面临的主要难题之一.从环境中实现水能、风能和太阳能等可再生清洁能源的高效利用是解决能源危机的有效途径.随着纳米材料与纳米技术的进步,新型清洁能源利用技术得到高速发展,形成了以微纳技术为基础的新一代清洁能源技术与系统,即微纳能源,包括能量的收集、转换、存储与利     

2020全球十大新兴技术

化学 太阳能化学 为满足人类日常需要,许多化学品的制造消耗了大量矿物燃料,也增加了CO2的排放.一种新方法可利用阳光将废弃的CO2转化为人们所需的化学物质,从而在两个方面减少碳排放:一是以CO2为生产原料,二是利用阳光而非化石燃料为生产化学品提供能源.     

能进行光合作用的电池

进入21世纪,随着石油、煤炭、天然气等化石能源的日益枯竭,以及全球变暖和环境污染日趋严重,开发可再生低污染的绿色能源已成为当务之急。为此,科学家开发出了一种神奇的能像植物那样进行光合作用的太阳能电池。     

聚合物太阳能电池中富勒烯受体材料研究进展

聚合物太阳能电池具有成本低、质量轻以及柔性可弯曲等优点,近年来受到了国内外的广泛关注.太阳能电池光电转换效率也得到了飞速的提高,从原来不到1%提高到了目前的8%以上.富勒烯是公认的聚合物太阳能电池最佳受体材料,其化学修饰和物理化学性质表征是过去十几年聚合物太阳能电池研究领域的热点.本文就近年来富勒烯衍生物受体材料的开发和改进研究进行归纳,阐述聚合物太阳能电池性能与富勒烯衍生物受体材料结构之间的密切关系,为今后开发高效的聚合物太阳能电池受体材料提供参考.     

由黄铁矿制成的太阳能电池

联邦德国Hahn-Meitner研究所最近研究成功由黄铁矿制成的太阳能电池.这种电池与以往的硅太阳能电池相比,富有弹性,重量轻,价廉.由黄铁矿制成的太阳能电池具有0.02毫米厚的半导体层,它能吸收的太阳光能为以往非晶态硅太阳能电池的10倍,但其重量只有它的几百分之一.因此,这种新型的太阳能电池最适合于空间应用.此外,对于以往的非晶态硅太阳能电池来说,硅的纯度是最重要     

封面说明

<正>近年来钙钛矿太阳能电池作为太阳能光伏电池领域的"摇滚明星",其器件效率发展迅猛,已远超先于其发展的染料敏化太阳能电池以及有机太阳能电池,同时其还具备制造成本低廉、制备方法简单等优点,因此吸引了来自学界和产业界的广泛关     

铋系氧化物在光伏电池中的创新应用

无机/有机杂化太阳能电池随着其光电转换效率的不断提高,逐渐成为当今太阳能电池领域研究的热点.这种太阳能电池既利用了无机材料载流子迁移率高、化学稳定性好的优点,又具备有机材料良好的柔韧性和可加工性,以及吸收系数高的特点.无机材料ZnO和TiO2因为其高的迁移率和容易合成的特性,一直是无机/有机太阳能电池的     

太阳能飞机

太阳能飞机是以太阳辐射作为推进能源的飞机.太阳能飞机的动力装置由太阳能电池组、直流电动机、减速器、螺旋桨和控制装置等组成.为了获取足够的太阳能,太阳能飞机机翼面积较大.     

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     

绿色未来 “氢”情助力

<正>灰氢、蓝氢、绿氢,氢“色”缤纷。是否有一种能源,在地球上储量巨大,燃烧效率高并且没有温室气体排放呢？有！而且很早就已被发现,它就是氢能源。氢能源何以优越？随着人口增长和生活水平的提高,煤、石油、天然气等化石燃料被大量利用,致使其储量大大减少。寻找新能源成为人类生活、发展不可回避的现实,为此科学家一直在不断研究,过程中,太阳能、风能和地热能等各种新能源不断涌现。21世纪,一种以氢为燃料的新能源冉冉升起。     

具有高比例活性面的太阳能材料研究取得重要成果

能源问题是目前全世界范围面临的最为突出的问题之一,而太阳能是人类取之不尽、用之不竭的清洁能源.如今太阳能材料的研制和应用已取得显著进步.理想的新型太阳能功能材料不但能够解决世界面临的能源短缺问题,而且还可以避免环境的污染.所以太阳能材料具有十分诱人的前景,并且可以预见在不久的将来,太阳能材料将在人类生活中扮演极为重要的角色.新型太阳能功能材料的研制和太阳能器件的产业化,将会使人类在能源利用和环境保护两方面达到和谐的境界.