玻璃窗式太阳能电池

<正> 利用自然能源发电,太阳能电池的普及受到世人的看好,但其价格之高则是一个很大的难点。在过去使用硅材料的光电变换单元中,其高纯化的加工过程是非常麻烦的,同时还要使用毒性很强的气体。另外,为了将太阳能电池设置在屋顶而使用的台架的成本也很高。光能变成电能的光电转换效率也只能停留在百分之十左右的水平上。如果能提高光电转换效率,就可以相对降低成本,所以国外在这方面的研究开发非常盛行。最近,美国芝加哥一家科研机构和德州仪器公司共同开发的可以透过光线的玻璃窗式湿式太阳能电池,不使用有害气     

Nano-SiC薄膜在太阳能电池窗口表面的应用

由于环境的污染使空气中有泥土,太阳能电池在户外使用一段时间后,其窗口表面就会附着一些灰尘颗粒影响其进光量,进而影响太阳能电池的光电转换效率。采用溶胶凝胶法制备并通过热烧结过程,将Nano-SiC透明薄膜制备在太阳能电池窗口表面。通过实验测试了表面制备不同厚度的Nano-SiC薄膜对太阳能电池I-V特性的影响。实验结果表明Nano-SiC薄膜具有很好的光子透过性和自洁能力,能够提高太阳能电池的光电转换效率。     

一种自动跟踪太阳能照明系统的设计

成本和低功耗转换效率一直是困扰太阳能驱动的照明系统的瓶颈.介绍太阳能照明系统能自动追踪太阳最大光照强度,通过优化算法获取最大功率,提高光电转换效率,具有较好的实用价值.     

光电转换和热光电转换的实现和应用

为了降低光电转换产品的成本,提高光电转换的效率和能量的利用率,在介绍了光电转换和热光电转换的基本原理以及发展方向后,从动力学角度推导了热光电转换过程中选择发射器的性能与发射器材料的微观作用参数的依赖关系,为寻找用于有效热光电转换过程的高性能选择发射器材料指明了方向;最后介绍了当前光电转换和热光电转换的应用情况。     

光电转换和热光电转换的实现和应用

为了降低光电转换产品的成本,提高光电转换的效率和能量的利用率,在介绍了光电转换和热光电转换的 基本原理以及发展方向后,从动力学角度推导了热光电转换过程中选择发射器的性能与发射器材料的微观作用参 数的依赖关系,为寻找用于有效热光电转换过程的高性能选择发射器材料指明了方向;最后介绍了当前光电转换 和热光电转换的应用情况。     

CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器的短脉冲光电响应

以Nd:YAG纳秒脉冲激光器的2倍频输出(532 nm)作为激发光源,比较了1步法、2步法制备钙钛矿光电探测器对ns量级短脉冲激光的光电响应.结果表明,2种钙钛矿光电探测器的上升沿响应时间相当,为20～ 25 ns,且随着探测器的性能退化,上升沿响应时间基本保持不变;在灵敏度方面,2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器能够在更大入射能量范围内保持线性响应,且在低能入射条件下具有更佳的光电转换效率;在光电转换效率的长时间稳定性方面,1步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器优于2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器.所得结果既有助于钙钛矿光电探测器的光电转换行为表征,也有利于拓展钙钛矿光电探测器的应用范围.     

杂质吸除技术与高效硅太阳电池

应用杂质吸除技术,以1Ω—cm P型Φ60mm复拉单晶硅制作N+—p—p+铝背场太阳电池,在AM1.5条件下,全面积光电转换效率在10％以上(有效面积光电转换效率为12％)的太阳电池占90％,最高可达14％(有效面积光电转换效率为16.2％)。在P+—N—N+型太阳电池上获得相同的结果。     

新型高光电转换效率有机染料敏化太阳电池

中科院长春应用化学研究所王鹏研究小组研发出一种具有高吸收系数的有机染料C217，该染料以3，4-乙烯二氧基噻吩与二并噻吩偶联结构作为共轭单元，结合三芳胺给体和氰基乙酸受体，实现了染料的宽光谱吸收。在以乙腈为电解质溶剂的器件中达到了9．8％的光电转换效率，结合无溶剂离子液体电解质，实现了光电转换效率达8．1％的长期光热稳定的染料敏化太阳电池。这两项指标均为有机染料敏化太阳电池的最好结果。其性能已经非常接近钌染料。     

杂化太阳能电池活性层对光电转换效率的影响

从活性层的材料组成、结构与成分组成、制备以及光电性能优化等方面综述了当前的研究现状。指出活性层对太阳光的吸收效率、电池内激子分离效率和载流子传输效率是影响电池光电转换效率的三大因素,通过对活性层的组成材料、结构与成分组成恰当选择,结合活性层的制备及光电性能优化可有效提高电池光电转换效率。并展望了杂化太阳能电池的今后发展趋势。     

光电—热太阳能应用方法的新设想

利用太阳能有效的方法之一，就是像光电──热板（ＰＶ／Ｔ板）那样，将大阳光和太阳热能同时利用起来。基于这种认识，设计制作的各种类型的ＰＶ板的使用装置相继问世。在这种类型的板上，大阳能电池安装在一个吸收大阳能的集热器上。因此，为单独使用太阳能电池板时，太阳能电池的温度可以升到热能使用的规定温度，可这个温度仍然低于电池温度。为了在标准条件下，保持电池的转换效率，使电池保持在较低的温度下是必要的。在这篇论文中，由ＰＶ／Ｔ板获得的电能和热能是按照的概念进行换标的。根据这种计算，提出了一种既不降低电池转换效率同时能采集大阳热能的方法。     

太阳电池选择性发射极结构的研究

指出了选择性发射极太阳电池结构的特征。在深入地分析其优点的同时论证了选择性发射极结构是提高太阳电池光电转换效率的有效途径。     

下转换发光粉Y2O3/Sm3+在染料敏化太阳能电池中的应用

采用沉淀法制备了Y2O3/Sm3+下转换发光粉,利用X射线衍射、荧光光谱对其进行了表征,并利用该发光粉具有下转换发光的特点将其应用于染料敏化太阳能电池(DSSC).结果表明,Y2O3/Sm3+下转换发光粉可以增加电池对太阳光的吸收范围,提高电池的光电流和光电压.研究了掺杂量对电池性能的影响,当掺杂量为3%时,光电转换效率从5.049%提高到5.94%,表明了其是一种有效提高光电转换效率的方法.     

CdSe/CdS量子点共同敏化TiO_2纳米管阵列光阳极研究

为了探究量子点共敏化对TiO_2纳米管阵列太阳能电池的光电转换效率的影响,采用连续离子层沉积法制备了不同循环沉积次数的Cd Se量子点敏化和Cd Se/Cd S量子点共敏化TiO_2纳米管阵列光阳极,并采用能谱分析、扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外吸收光谱等方法对光阳极进行了表征。以制得的光阳极组装了太阳能电池,并对其光电转换效率和伏安特性进行了测试。研究结果表明:制备的Cd Se/Cd S量子点共敏化太阳能电池比Cd Se量子点单独敏化的太阳能电池更有效地吸收长波太阳光,在波长为575 nm处最大光电转化效率达到35.3%,对640 nm波长的光仍然有超过10%的量子效率;最大短路电流密度为5.45 m A/cm2,开路电压为0.64 V,光电转换效率达到1.95%,Cd Se/Cd S量子共敏化太阳能电池光电转换效率比Cd Se量子点单独敏化的提高了约2倍。     

ITO/TiO2/PTh/N719复合电极的光电化学研究

以PTh和N719敏化TiO2得到了ITO/TiO2、ITO/TiO2/PTh、ITO/TiO2/PTh/N719太阳能电池光阳极,表征了各电极的光谱特性和光电性能。DRS分析表明,TiO2/PTh的吸收限在605nm处,带隙能为2.05eV。ITO/TiO2/PTh/N719复合电极的光电转换效率为6.2%。复合敏化电极中PTh与TiO2之间形成的p-n异质结能够减少光生电子-空穴的反向复合,提高光电转换效率。     

方酸染料太阳能电池的研究

对八个含方酸结构的菁染料所构成的Schottky势垒型的太阳能电池,研究了其结构与光电参量之间的关系,並与无机材料太阳能电池的光电参量作了类比,以探索提高光电转换效率的途经。     

水热法合成染料敏化太阳能电池薄膜电极及其性能

目的研究不同水热反应条件对薄膜太阳能电池性能的影响,使其光电转换效率达到较高水平.方法采用通常的水热合成方法制备纳米Ti O2和掺Zn2+纳米Ti O2,用其组装染料敏化太阳能电池,利用紫外可见光谱测试分析不同薄膜样品对染料的吸附量和吸光特性,利用标准太阳光模拟器和数字源表测定电池的光电转换效率,利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌.结果用180℃水热反应12 h合成的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达到4.00%.用200℃水热反应12 h并且掺杂Zn2+的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达3.65%.纳米Ti O2薄膜对染料的吸附量最高可达2.51×10-7mol/cm2.结论扫描电镜观察揭示出样品的孔结构丰富,有较小的粒径,说明水热合成法制备的纳米Ti O2薄膜电极具有较大的比表面积.当230℃水热反应12 h时,Ti O2薄膜对染料的吸附量最大.当180℃水热反应12 h时,染料敏化太阳能电池的光电转换效率最大.Zn2+的掺杂并未改善薄膜电极的光电特性.     

太阳能光伏/光热复合集热器能量转换性能的数值模拟

建立太阳能光伏/光热(PV/T)复合集热器的光电与光热耦合能量转换的数值模型,利用TRNSYS软件模拟PV/T集热器的光电、光热转换性能,分析结构参数和运行参数对PV/T集热器的能量转换性能的影响.计算结果表明:减小集热板排管的管间距与管径的比值有利于提高光热与光电转换性能;冷却流体的入口温度对PV/T集热器的性能影响显著,较低的入口流体温度有利于保持更高的光热和光电转换效率.增加冷却流体的入口质量通量可提高光热和光电效率;当入口质量通量增加至6.9 g/(s·m2)时,PV/T集热器的热、电效率分别为66.2％和10.8％,进一步增加入口质量通量对提高光热、光电效率的作用不大.     

n—TiO_2光阳极的制备及其光电转换研究

用热氧化法将钛片在空气中于600℃加热3小时,在氢气流中活化1小时后可制得金红石型 n—TiO_2多晶薄膜电极。从其平带电位、电流—电压曲线及光谱响应诸方面研究其光电转换性能,结果表明如所用电解质的 pH=14时,光电化学电池的输出特性最佳。太阳能的转换效率可达0.28%。电解质对太阳能转换效率的影响研究表明加入氧化还原对可在光阳极上与水的氧化反应竞争。在酸性电解液中加入 Ce~(4 )/Ce~(3 )后竞争效果显著。     

封面图片说明:清洁能源与可持续发展

 太阳能：是指太阳的热辐射能，其利用有光热转换和光电转换两种方式，一般用作发电或者为热水器提供能源。     

高效稳定有机-无机钙钛矿太阳能电池

有机-无机杂化钙钛矿材料具有可调的带隙、较高的消光系数、较低的激子束缚能和双极性电荷传输等优点,适用于制备钙钛矿太阳能电池。2009年以来,这种钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%增长到22.1%,远高于多晶硅太阳能电池的光电转换效率,具有十分广阔的应用前景。但目前实验室制备的钙钛矿太阳能电池还存在稳定性问题。本文主要阐述了有机-无机钙钛矿太阳能的发展现状,提高光电转换率的途径和原理,并介绍使之稳定的可能性及方法。