太阳能发电

太阳能光热发电的各个方面　　太阳能光热发电以其与现有电网匹配性好，发电连续稳定，调峰发电能力较强和生产过程绿色环保等特点受到广泛关注，日益受到追捧，引发了新一轮跑马圈地和投资热潮。　　然而，在高技术领域，先驱和先烈往往只有一步之遥。前景的美好，不能改变现实的残酷。就目前来看，光热发电所向披靡至少还需要在技术、成本、政策三大方面进一步发力。　　技术方面，虽然我国已经具备相当的技术储备，但同支撑整个行业的健康可持续发展的需要还有一定的差距。尤其是过去的技术研发都是针对单个器件，最大的缺陷在于没有完成太阳能热发电项目的经验，而电站集成是非常困难的技术。　　为此，我们应调动产业链各相关单位，通过建设实际电站项目锻炼提高，加大研发力度，提高产业链各环节的集成水平。在这一过程中，尤其要强化自主研发和知识产权保护，避免盲目引进国外技术，从而造成核心技术的缺失，桎梏整个产业在全球范围内的竞争力。　　一切取决于降低成本，成本决定产业化的成败。光热发电关键技术上的进展，必须着眼于成本的降低。在市场经济环境下，技术成果的产业化，必须满足成本竞争的需要。高效率、低成本，是太阳能热发电能否实现商业化的关键。　　业内专家就指出，光热发电单位投资如果在5万元/KW以上，是难以推广的，市场是看不见的。如果能够降到3万元/KW，则市场开始出现;如果再降到1.5万元/KW，市场将非常大;再降到1万元/KW，那么其市场就不可估量。　　目前，光热发电目前还处于孕育和起步阶段，国家政策的重视和支持必不可少，尤其是在“电价”和“并网”这两个方面更应给予足够的支持。　　大唐新能源公司自去年中标鄂尔多斯光热发电项目后，1年多来项目并未获得明显进展。究其原因，业内普遍认为是由“中标价格太低”所致。据测算，在西班牙、美国等光热发电大国，即便目前最为成熟和经济的槽式光热发电项目，每千瓦时电成本也为2元左右;如果在我国做同类项目，每千瓦时电成本会低些，但也会大致维持在1.4元左右。以当时0.9399元/千瓦时的中标价建成并运营项目，肯定是亏本，企业的积极性自然不高。　　电价政策制定也应当科学合理，不应按时间划线，而是应该按装机容量来测算。规模的扩大，必然带来成本的下降。如，当装机总量达到1000兆瓦时，定出一个电价;2000兆瓦时，又是另外一个电价。当然，电价将呈逐步下调的趋势，直到实现平价上网为止。文章来源：中国电力电子产业网

太阳能发电实行上网分类标杆电价，对于按照国家有关规定已纳入或符合纳入国家可再生能源电价补贴目录范围的，第I类集中式光伏电站执行0.10元/千瓦时，第I类分布式光伏电站中选择“全额上网”模式的执行0.10元/千瓦时，选择“自发自用、余量上网”模式执行0.25元/千瓦时。对符合《国家发展改革委关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》(发改价格[2021]883号)精神，平价上网的新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目，执行上网电价0.25元/千瓦时。

一向被誉为清洁、绿色的太阳能光伏发电近年来被戴上了“高污染”的帽子：国内许多新上马的一些多晶硅材料厂家在生产过程中释放出许多有毒有害的废气、废渣，污染了空气和土壤。 作为生产光伏电池最重要的核心原材料，多晶硅的生产一直被德、美、日三国的公司垄断，我国的光伏企业所需的多晶硅材料，长期依赖进口。众所周知，这些国家的环保要求都非常高，处罚措施也异常严厉，如果这些生产多晶硅的企业有污染排放，早就被关门了。 那么，为什么在国外没有污染的多晶硅生产，到了我国就变成“高污染”？ 业内专家道出其中原委：国外多晶硅企业采用闭环式生产工艺，一般不会造成污染；为了保持垄断地位，其先进技术都对我国严格封锁。2007年国际市场上的多晶硅材料一路暴涨，由200多美元/公斤骤升到近500美元/公斤，国内许多原本与此不沾边的企业看到有暴利可图，也纷纷上马多晶硅。但由于引进的多是国外的落后设备和技术，做不到闭环式生产，加上一些企业为减少投资、降低成本，对工艺掐头去尾，“省”掉了污染物的回收、处理等环节，造成了对环境的危害。 “技术创新是多晶硅材料生产的命脉，如果国内企业只顾谋取眼前利益，不在这方面下功夫，不仅给自己戴上‘高污染’的帽子、自毁形象，还将严重制约整个光伏产业的健康发展！”这位专家发出了严厉警告。 此言不虚。包括多晶硅材料生产、铸锭、切片、电池片、电池组件、光伏系统应用等环节在内的光伏产业，无论光电转换率的提高，使用寿命的延长，还是要做到闭环式生产，都离不开科技的支撑。一方面，要对引进的技术进行消化吸收再创新，尽量降低原料消耗、提高产品质量；与此同时，要加强产学研合作，力争在基础研究、工艺装备和技术标准等薄弱环节上实现突破。 解决太阳能发电的高成本问题，政府的补贴扶持固然不可或缺，但这毕竟不是长久之计。要想让太阳能发电由“贵族”变成“平民”，最关键的还是要通过技术的不断进步、工艺的不断改良、规模的不断扩大，大幅降低成本。另外，国家环保政策要“硬”起来。严厉处罚那些为减少投资而“省”掉污染物回收、处理等环节的企业，引导行业摒弃急功近利和“等靠要”思想，着眼长远，在技术进步上踏踏实实下功夫，改进完善工艺，实现清洁生产。 资料显示，我国的太阳能资源理论储量达每年17000亿吨标准煤，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，其开发潜能之大，可以想见。不积跬步，无以至千里。摘掉“高污染”的帽子，还得靠多晶硅企业自己，还得靠太阳能光伏企业从当前做起。

全球最大的太阳能发电厂28日在葡萄牙启动。这个占地150亩的太阳能发电厂座落在葡萄牙南部、距离首都「里斯本」东南部124哩的瑟帕区，这个地区是欧洲最阳光普照的地区之一。 这座耗资7850万美元建造的太阳能发电厂共有52000个太阳能版，这些板块可以根据太阳位置的变化调整面向，能够生产110亿千瓦的电力，足以供应8千户人家的用电。 但若使用燃料要产生同等数量的电力，将会制造出3万吨的温室废弃。萄萄牙政府为降低对进口燃料的依赖，并减少会加重全球暖化负荷的废弃排放，斥资100亿美元，大力推动替代性能源的开发，除了太阳能之外，还有风力及水力。葡萄牙总理索克瑞提斯表示，里斯本当局希望在2010年之前，全国的能源消费有45％是来自可再生能源。

你们觉得在自己家房顶上安装太阳能发电板如何？首先清洁能源，自己用电方便免费，多余的电还可以上传国家电网赚钱，这个想法如何？

就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、[url=http://baike.baidu.com/view/755498.htm]太阳能热水系统[/url]、太阳能暖房、太阳能发电等方式。　　[b][url=http://baike.baidu.com/view/381741.htm]太阳能集热器[/url] [/b]　　太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备[url=http://baike.baidu.com/view/630637.htm]电厂[/url]不能供电之需 。太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20～30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40～50年且很少进行维修。　　[b]太阳能热水系统 [/b]　　早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如[url=http://baike.baidu.com/view/749185.htm]电热[/url]器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：　　1、自然循环式:　　此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热，温度上升，造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差，因此引起浮力，此一热虹吸现像，促使水在除水箱及收集器中自然流动。由与密度差的关系，水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水，维护甚为简单，故已被广泛采用。　　2、强制循环式:　　热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时，控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流，引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知（因来自水的流量可知），容易预测性能，亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下，其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处，但因其必须利用水，故有水电力、维护（如漏水等）以及控制装置时动时停，容易损坏水等问题存在。因此，除大型热水系统或需要较高水温的情形，才选择强制循环式，一般大多用自然循环式热水器。　　[b]暖房[/b]　　利用太阳能作房间冬天暖房之用，在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低，室内必须有暖气设备，若欲节省大量[url=http://baike.baidu.com/view/1031408.htm]化石能源[/url]的消耗，设法应用太阳辐射热。大多数太阳能暖房使用热水系统，亦有使用热空气系统。太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储存，再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。当然亦可不用储热双置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计，或者将太阳能直接用于热电或光电方式发电，再加热房间，或透过冷暖房的热装置方式供作暖房使用。最常用的暖房系统为太阳能热水装置，其将热水通至储热装置之中（固体、液体或相变化的储热系统），然后利用风扇将室内或室外空气驱动至此储热装置中吸热，再把此热空气传送至室内；或利用另一种液体流至储热装置中吸热，当热流体流至室内，在利用风扇吹送被加热空气至室内，而达到暖房效果。　　[b]太阳能发电[/b]　　即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。　　[b]太阳能[url=http://baike.baidu.com/view/1465373.htm]离网发电[/url]系统[/b]　　太阳能离网发电系统包括1、[url=http://baike.baidu.com/view/1765941.htm]太阳能控制器[/url]([url=http://baike.baidu.com/view/2554460.htm]光伏控制器[/url]和[url=http://baike.baidu.com/view/3091665.htm]风光互补控制器[/url])对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。2、[url=http://baike.baidu.com/view/2992256.htm]太阳能蓄电池[/url]组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、[url=http://baike.baidu.com/view/1979577.htm]太阳能逆变器[/url]负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏[url=http://baike.baidu.com/view/248785.htm]风力发电[/url]系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。　　太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。　　[b]太阳能并网发电系统[/b]　　可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及[url=http://baike.baidu.com/view/1532.htm]燃料电池[/url]等产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。　　因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。　　太阳能并网发电系统主要产品分类 A、[url=http://baike.baidu.com/view/1818799.htm]光伏并网逆变器[/url] B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 （双馈变流器，全功率变流器）。

[b]光伏矩阵或发电板阵 (Array - photovoltaic)[/b]　　太阳能发电板串联或并联连接在一起形成矩阵.　　[b]阻流二极管 (Blocking Diode[/b])　　用来防止反向电流, 在发电板阵中, 阻流二极管用来防止电流流向一个或数个失效或有遮影的发电板 (或一连串的太阳能发电板) 上. 在夜间或低电流出的期间, 防止电流从蓄电池流向光伏发电板矩阵."　　[b]光伏发电系统平衡 (BOS or Balance of System - photovoltaic)[/b]　　光伏发电系统除发电板矩阵以外的部分. 例如开关, 控制仪表, 电力温控设备, 矩阵的支撑结构, 储电组件等等.　　[b]旁路二极管 (Bypass Diode)[/b]　　是与光伏发电板并联的二极管. 用来在光电板被遮影或出故障时提供另外的电流通路.　　[b]光伏发电板 (电池) (Cell-photovoltaic)[/b]　　太阳能发电板中最小的组件.　　[b]充电显示器 (表) (Charge Monitor/Meter)[/b]　　用以测量电流安培量的装置, 安培表.　　[b]充电调节器 (Charge Regulator)[/b]　　"用来控制蓄电池充电速度和/或充电状态的装置, 连接于光伏发电板矩阵和蓄电池组之间. 它的主要作用是防止蓄电池被光伏发电板过度充电, 同时监控光伏发电矩阵和/或蓄电池的电压."　　[b]组件 (Components)[/b]　　指用于建立太阳能电源系统所需的其他装置.　　[b]交直流转换器 (Converter)[/b]　　将交流电转换成直流电的装置.　　[b]晶体状 (Crystalline)[/b]　　具有三维的重复的原子结构.　　[b]直流电 (DC)[/b]　　"两种电流的形态之一, 常见于使用电池的物件中, 如收音机, 汽车, 手提电脑, 手机等等."　　[b]无序结构 (Disordered)[/b]　　减小并消除晶格的局限性. 提供新的自由度, 从而可在多维空间中放置其他元素. 使它们以前所未有的方式互相作用. 这种技术应用多种元素以及复合材料. 它们在位置, 移动及成分上的不规则可消除结构的局限性, 因而产生新的局部规则环境. 而这些新的局部环境决定了这些材料的物理性质, 电子性质以及化学性质. 因此使得合成具有新颍机理的新型材料成为可能.　　[b]电网连接 - 光伏发电 (Grid-Connected - photovoltaic)[/b]　　是一种由光伏发电板阵向电网提供电力的光伏发电系统. 这些系统可由供电公司或个别楼宇来运作.　　[b]直流交流转换器 (Inverter)[/b]　　用来将直流电转换成交流电的装置.　　[b]千瓦 (Kilowatt)[/b]　　1000瓦特, 一个灯泡通常使用40至100瓦特的电力.　　[b]百万瓦特 (Megawatt)[/b]　　1,000,000瓦特　　[b]光伏发电板 (Module - photovoltaic)[/b]　　光伏电池以串联方式连在一起组成发电板.　　[b]奥佛电子 (Ovonic)[/b]　　[以S. R. 奥佛辛斯基(联合太阳能公司创始人)及电子的组合命名] - 用来描述我们独有的材料, 产品和技术的术语.　　[b]奥佛辛斯基效应 (Ovshinsky effect)[/b]　　一种特别的玻璃状薄膜在极小电压的作用下从一种非导体转变成一种半导体的效应..　　[b]并联连接 (Parallel Connection)[/b]　　一种发电板连接方法. 这种连接法使电压保持相同, 但电流成倍数增加　　[b]峰值输出功能 (Peak Power)[/b]　　持续一段时间(通常是10到30秒)的最大能量输出.　　[b]光伏 (Photovoltaic - PV)[/b]　　光能到电能的直接转换.　　[b]光伏发电板 (电池) (Photovoltaic Cell)[/b]　　经过特殊处理可将太阳能辐射转换成电力的半导体材料.　　[b]卷到卷工序 (Roll-to-Roll Process)[/b]　　将整卷的基件连续地转变成整卷的产品的工序.　　[b]串联连接 (Series Connection)[/b]　　电流不变电压倍增的连接方式.　　[b]太阳能 (Solar)[/b]　　来自太阳的能量.　　[b]太阳能收集器 (Solar Collectors)[/b]　　用以捕获来自太阳的光能或热能的装置. 太阳收集器用于太阳能热水器系统中 (常见于住家), 而光伏能收集器则是用于太阳能[url=http://baike.baidu.com/view/17169.htm]电力系统[/url].　　[b]太阳能加热 (Solar Heating)[/b]　　利用来自太阳的热能发电的技术或系统. 太阳能收集器用于太阳能热水器系统中(常见于住家), 而光伏能收集器则是用于太阳能电力系统中　　[b]太阳能发电模块或太阳能发电板 (Solar Module or Solar Panel)[/b]　　一些由太阳能发电板单元所组成的太阳能发电板板块.　　[b]稳定能量转换效率 (Stabilized Energy Conversion Efficiency)[/b]　　长期的电力输出与光能输入比例.　　[b]系统, 平衡系统 (Systems Balance of Systems)[/b]　　"太阳能电力系统包括了光伏发电板矩阵和其它的部件. 这些部件可使这些太阳能发电板得以应用在需要可控直流电或交流电的住家和商业设施中. 用于太阳能电力系统的其它部件包括:接线和短路装置, 充电调压器,逆变器, 仪表和接地部件."　　[b]薄膜 (Thin-Film)[/b]　　在基片上形成的很薄的材料层.　　[b]伏特 (Volts)[/b]　　电动势能单位. 能促使一安培的电流通过一欧姆的电阻.　　[b]电压 (Voltage[/b])　　电势的量.　　[b]电压表 (Voltage Meter)[/b]　　用以测量电压的装置.　　[b]瓦特 (Watts)[/b]　　用电压乘以电流的值来衡量的电力度.　　[b]MWp[/b]　　MWp的具体解释:M是兆瓦,1MW是1000KW ,WP是太阳能电池的瓦数,是指在1000W/平方光照下的太阳能电池输出功率,与实际太阳光照照强度有区别.

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“[url=http://baike.baidu.com/view/2929770.htm]未来能源[/url]结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年[url=http://baike.baidu.com/view/64741.htm]法国[/url][url=http://baike.baidu.com/view/25007.htm]工程师[/url]所罗门德考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的[url=http://baike.baidu.com/view/47475.htm]发动机[/url]算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。　　[b]第一阶段(1900~1920年)[/b]　　在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用[url=http://baike.baidu.com/view/2902726.htm]平板集热器[/url]和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出[url=http://baike.baidu.com/view/44147.htm]功率[/url]达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在[url=http://baike.baidu.com/view/4387.htm]埃及[/url][url=http://baike.baidu.com/view/19490.htm]开罗[/url]以南建成一台由5个抛物槽镜组成的[url=http://baike.baidu.com/view/874857.htm]太阳能水泵[/url]，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。　　[b]第二阶段（1920~1945年）[/b]　　在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生[url=http://baike.baidu.com/view/5338.htm]第二次世界大战[/url]（1935~1945年）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。　　[b]第三阶段（1945~1965年）[/b]　　在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少， 呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。 在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1945年，[url=http://baike.baidu.com/view/2398.htm]美国[/url][url=http://baike.baidu.com/view/4646.htm]贝尔[/url]实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1955年，[url=http://baike.baidu.com/view/7835.htm]以色列[/url]泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有： 1952年，法国国家研究中心在[url=http://baike.baidu.com/view/55382.htm]比利牛斯山[/url]东部建成一座功率为50kW的[url=http://baike.baidu.com/view/1301783.htm]太阳炉[/url]。1960年，在美国[url=http://baike.baidu.com/view/98953.htm]佛罗里达[/url]建成世界上第一套用平板集热器供热的氨——水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的[url=http://baike.baidu.com/view/117205.htm]斯特林发动机[/url]问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。[url=http://baike.baidu.com/view/346382.htm]太阳能吸收式空调[/url]的研究取得进展，建成一批实验性[url=http://baike.baidu.com/view/72329.htm]太阳房[/url]。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

北京时间9月20日消息，日本冈山大学研究生院自然科学研究科教授池田直所率小组开发出一种由名为“Green Ferrite(GF)”的氧化铁化合物制成的新型太阳能电池。该太阳能电池的吸光率可达以往硅制太阳能电池的100倍以上。　　该太阳能电池有望吸收一直以来无法被吸收的红外线进行发电。池田称：“红外线产生于带热体。除太阳光以外，有望利用家中诸如有火源的厨房天花板以及大街上散发出来的热量进行发电。”他表示，将争取在2013年投入使用。　　GF为粉末状，可以薄薄地涂抹在作为媒介的金属上面。发电1千瓦成本目标约为1000日元(约合人民币83元)，远远低于以往需耗费约100万日元的硅电池。相比以往的板状太阳能电池，新产品可以实现大幅度的弯曲和伸展，因此可以卷在烟囱及电线杆上等物体上，设置范围比较广泛。　　据池田介绍，太阳能电池的发电原理为，太阳能电池由两块带有正负电荷的半导体组合而成，光线被带有负电荷的半导体面吸收后会排斥半导体中带有负电荷的电子。电子通过连接在外部的回路移动到带有正电荷的半导体面从而产生电力。　　GF上聚集的电子保持着微妙的平衡，一旦受到光线照射其平衡就会被打破，从而在瞬间使大量的电子发生运动。因此，同量光线的发电量会大幅提高。

日前，厦门大学物理与机电工程学院康俊勇教授课题组研发成功一种新型太阳能电池，即将氧化锌和硒化锌两种宽带隙半导体材料用作太阳能电池，从而大大稳定了太阳能电池的性能并使其寿命延长。这也是国际上首次实现了宽带隙半导体在太阳能电池中的应用。近期，英国皇家化学学会的《材料化学》杂志发表了这一成果，在国际上引起广泛关注。　　所谓宽带隙半导体，一般是指室温下带隙大于2.0电子伏特的半导体材料。从物理学上来讲，带隙越宽，其物理化学性质就越稳定，抗辐射性能越好，寿命也越长；但与此相对应，带隙宽的一个缺点是――这种材料对太阳光的吸收较少，光电转换效率低。由于这种“致命性缺陷”，宽带隙半导体材料以往在太阳能电池中不用作发电的关键结构，而仅用作电极。　　据介绍，目前，在太阳能电池中，应用较多的是硅太阳能电池，但其寿命有限。针对硅电池“寿命短”的问题，从2005年起，厦门大学半导体光子学中心的专家们将眼光瞄向了具有稳定物理化学性质、抗辐射性能好、“寿命长”的宽带隙半导体，致力于“宽带隙半导体在太阳能电池应用”的研究。

太阳能与建筑结合技术进展和工程案例(转自Alibaba论坛）一、太阳能技术的类型 从应用类型看，太阳能技术可分为三种类型： 一是太阳能发电，它包括太阳能光伏发电和太阳能热发电。太阳能光伏发电技术成熟，不论是离网光伏发电系统还是与并网光伏发电系统都有较大规模的应用和实践。上个世纪90年代以来，并网光伏发电系统特别是屋顶并网光伏发电系统的开发和成功运行，使其成为分散式发电系统的一个良好选择，欧盟、美国、日本等国家相继制定了一系列的计划和规划，并颁布了相应的激励政策促进光伏发电技术的推广和应用。屋顶并网发电模式在国外已得到电力部门的认可，预计50年后，仅仅屋顶能源一项就可提供全世界1/4的电能。目前，推广应用的主要障碍是发电成本高。 太阳能热发电技术目前尚处于商业化前夕，世界现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。近二十年来，美国、西班牙、澳大利亚等国家相继开展了示范活动，美国、欧盟还制定了“太阳能热发电计划”，以推动其商业化进程。预计2020年前后，太阳能热发电将在发达国家实现商业化，并逐步向发展中国家扩展。 二是太阳能热利用技术。在中国、希腊、以色列等国家的太阳能热水系统主要供应生活和洗浴热水，而在欧洲、澳大利亚等国家的太阳热水系统主要是作为辅助热源与常规能源系统联合运行在供应生活和洗浴热水的同时，还为建筑供暖。我国的太阳热水系统市场已完全商业化运行，而其他国家的太阳热水系统的发展仍依靠政府的补助和优惠政策，尚未实现商业化运行。 三是太阳能空调技术。世界各国都在加紧进行太阳能空调技术的研究，并开始进入实用化示范阶段。由于已经实现商品化的都是大型的溴化锂吸收式制冷机，目前尚只实用于大中型的中央空调。我国目前也在开展此项技术的研发和试点工作。

最新设计有望突破转化效率的极限科技日报 2012年04月21日 星期六 本报讯 （记者刘霞）据物理学家组织网4月20日（北京时间）报道，科学家们认为，太阳能电池吸光越多，提供的电力就会越多，但美国的一个科研团队却反其道而行之，提出并演示了一种新的设计理念——太阳能电池设计得像发光二极管（LED），既能吸光又能发光。他们称，最新设计有望让太阳能电池突破转化效率的极限。 该团队主要负责人、加州大学伯克利分校电子工程系教授艾利·雅布龙诺维奇说：“演示结果表明：太阳能电池发出的光子越多，产生的电压和获得的转化效率越高。” 科学家们自1961年就知道，太阳能电池的光电转化效率存在着一个理论最大值：约为33.5%。但50年过去了，始终无人突破这一极限。2010年，科学家们让平板单节点太阳能电池（能吸收特定频率光波）的转化效率达到了26%。 为了获得更高的转化效率，雅布龙诺维奇团队基于吸光和发光之间的数学关联，提出了上述设计理念。研究人员欧文·米勒表示，当太阳中的光子“袭击”太阳能电池内的半导体时，电池会产生电。光子提供的能量会让材料中的电子变得松散从而能自由移动，但这一过程（发冷光过程）可能也会产生新光子。新式太阳能电池背后的理念是：应让这些并不直接来自于太阳光的新光子能容易地从电池中逃逸。米勒表示：“尽管这与直觉相悖，但从数学角度而言，使新光子逃逸会让电池产生更多电压。” 米勒解释道：“从根本上而言，太阳能电池的吸光和发光之间存在着热力学关系。让太阳能电池发光，那么，光子就不会在太阳能电池内‘失去’，就会增加太阳能电池产生的电压。发光越好的太阳能电池产生的电压越高，转化效率也越高。”米勒表示，尽管冷光发射过程会增加电压这一理论并不新鲜，但从没有人想过用其来设计太阳能电池。 雅布龙诺维奇说，他参与创办的阿尔塔设备公司去年使用新概念设计出的一种由砷化镓制成的太阳能电池模型就取得了高达28.3％的创纪录转化效率。该进展应部分归功于他们在设计电池时，也让光能尽可能容易地从电池中逃逸，他们使用的技术包括改进电池背面，确保产生的光子被反射回材料中，从而产生更多电力。 雅布龙诺维奇希望能利用最新技术，让太阳能电池的转化效率超过30%。该研究适用于各种类型的太阳能电池，有望让整个太阳能电池领域大大受益。科学家们将在5月6日至11日于加州旧金山举办的激光器和电子设备大会上宣读最新成果。 总编辑圈点 33.5%这一理论极值，仅指平板型单结太阳能电池，它们只吸收特定频率的光，而多结电池吸的多，转化率自然也要高得多。本文中吸光又发光的电池，其工作模式并不难理解，像我们常见的发光二极管，就是利用注入式电致发光的原理制成的，但它却不是说明这种电池技术亮点的好例子。因为加州大学的目的在于：改变光捕获的特点，以吸收更多的频谱，进而刷新电池转换率。从测试及研究太阳能电池的角度来看，其无疑是一个极具创造性的新方法。

何谓量子点太阳能电池？

[b]优点：[/b]　　(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论[url=http://baike.baidu.com/view/94074.htm]陆地[/url]或[url=http://baike.baidu.com/view/2860.htm]海洋[/url]，无论[url=http://baike.baidu.com/view/226164.htm]高山[/url]或[url=http://baike.baidu.com/view/94076.htm]岛屿[/url]，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。　　(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。　　(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。　　(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。　　[b]缺点：[/b]　　(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是[url=http://baike.baidu.com/view/1388375.htm]能流密度[/url]很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1／5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。　　(2)不稳定性：由于受到[url=http://baike.baidu.com/view/366637.htm]昼夜[/url]、[url=http://baike.baidu.com/view/349682.htm]季节[/url]、[url=http://baike.baidu.com/view/959526.htm]地理纬度[/url]和[url=http://baike.baidu.com/view/36833.htm]海拔[/url]高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的[url=http://baike.baidu.com/view/442524.htm]替代能源[/url]，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。　　(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。　　[b]太阳能利用中的经济问题：[/b]　　第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。　　第二，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品[url=http://baike.baidu.com/view/3029909.htm]能源消费[/url]结构的76％，已成为我国[url=http://baike.baidu.com/view/42413.htm]大气污染[/url]的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。

[font=&]太阳能是指太阳的热辐射能，又被称为“太阳光线”。地球上自生命诞生以来。就主要依靠太阳提供的热辐射生存。而在化石燃料日趋减少情况下，面对能源的巨大需求和日趋严重的环境污染问题，太阳能是大自然赋予人类的一个取之不尽、用之不竭的能源宝库。太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足在一定光照条件下，瞬间就可以输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上可以称为太阳能光伏。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转换成电能的装置。[/font][font=&]目前占主导地位的太阳能电池主要以无机半导体材料构成，主要包括单晶硅、多晶硅和非晶硅无机太阳能电池。经过多年的发展，硅太阳能电池技术最为成熟，在大规模应用和工业化生成中占据主导地位。但是，提纯硅工艺复杂，成本高，造成在制造硅太阳能电池过程中能耗大、污染高等问题，同时制备工艺复杂且成产设备昂贵，限制其发展。高效的非晶硅薄膜无机太阳能电池包括硫化镉、碲化镉、砷化镓等多晶薄膜，但是由于镉、砷等元素有毒性，同时会造成严重环境污染，因而这类材料的发展也必然受限。有机太阳能电池，顾名思义，就是由有机材料构成核心部件的半导体材料替代无机材料，以光伏效应而产生电压形成电流，实现太阳能发电的效果。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8748.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]太阳能电池的广阔应用（网络图）[/font][/align][font=&]有机太阳能电池（OSCs）具有低成本、质量轻、超薄、柔性、易于大面积制备等诸多优点，在便携式、柔性电池、光伏建筑供能等领域具有广阔的应用前景。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8749.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]柔性透明电极与柔性有机太阳能电池的示意图（南开大学提供）[/font][/align][align=center][font=&][b]有机太阳能电池发展历程[/b][/font] [/align][font=&]1958年美国加州大学伯克利分校Kearns和Calvin将镁酞菁夹在两个功函不同的电极之间，检测到了200 mV的开路电压；表现出了光伏效应，成功制备出了第一个有机太阳能电池（Organic Solar Cells，简称OSCs），但是能量转换效率（Power Conversion Efficiency, 简称PCE）非常低。科学家们也一直在尝试不同的有机半导体材料，但是所得到的PCE都很低。直到1986年，柯达公司邓青云博士创造性制备双层异质结有机太阳能电池，以四羧基苝的一种衍生物（PV）作为受体，铜酞菁（CuPc）作为给体，制备双层活性层，其PEC1%。异质结的引入，就像是给有机太阳能电池注入新鲜血液一样，为其开辟了新的研究方向。有机太阳能电池也逐渐成为科学家的研究热点。[/font][align=center][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8750.png[/img][/align][align=center][font=&]邓青云教授[/font][/align][align=center][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8751.png[/img][/align][align=center][font=&]双层有机太阳能电池结构和PV、CuPc的化学结构[/font][/align][align=center][font=&]Appl. Phys. Lett., 1986, 48, 183-185[/font][/align][font=&]1992年，Sariciflci等人发现，激子在有机半导体材料和富勒烯的界面上可以快速实现电荷分离，并且激子分离成的电子和空穴在界面上不复合，从而更利于电荷的收集。次年他们首次将富勒烯作为活性层中的受体材料应用于有机太阳能电池器件中，并且取得较好的光伏器件能量转换效率。在很长一段时间内，富勒烯都成为有机太阳能电池的主要受体材料。1995年，诺贝尔化学奖得主Heeger等人首次提出体异质结结构（Bulk Heterojunction Structure）的有机太阳能电池，创造性将富勒烯衍生物（PCBM）和聚苯乙炔（MEH-PPV）溶液混合，并旋涂加工，获得具有三维互传网络结构的有机太阳能电池活性层，其PCE高达2.9%，自此，体异质结有机太阳能电池成为主流，并且进入快速发展期。2003年Sariciflci等人使用聚3-己基噻吩（P3HT）作为给体，富勒烯衍生物（PC61BM）为受体，制备体异质结有机太阳能电池，PCE达到3.5%。随着加工工艺的不断改善和提高，基于富勒烯衍生物作为受体材料的有机太阳能电池PCE已经超过10%。同时，性能优良的给受体有机半导体的不断被开发，PCE不断提高。中科院化学所李永舫院士、华南理工大学曹镛院士、中科院化学所侯剑辉研究员、北京大学占肖卫教授、南开大学陈永胜教授、香港科技大学颜河教授、中南大学邹应萍教授等国内外众多有机太阳能电池领域的科研团队的不懈努力以及卓越的科研工作，有机太阳能电池的PCE已经达到18%，取得巨大进展。[/font][align=center][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8752.png[/img][/align][font=&]另外，McGehee教授的研究报告表明，基于P3HT/PC70BM和PCDTBT/PC70BM体系的有机太阳能电池各项器件参数均表现出良好的稳定性，经过理论模拟，有机太阳能电池的的理论寿命可达7年以上。有机太阳能电池的高能量转化效率以及高稳定性，充分展现出其商业应用前景。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8753.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]有机太阳能电池工作4400 h之后的器件参数[/font][/align][align=center][font=&]Adv. Energy Mater. 2011, 1, 491–494[/font][/align][align=center][font=&][b]有机太阳能电池的器件参数[/b][/font] [/align][font=&]太阳能电池器件在光照条件下测试电流密度-电压（[i]J[/i]-[i]V[/i]）曲线，从中可以获得重要的输出特征参数：开路电压（[i]V[/i][sub]oc[/sub]）、短路电流（[i]J[/i]sc）、填充因子（[i]FF[/i]）以及能量转换效率（PCE）。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8754.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]太阳能电池的电流密度-电压（J-V）曲线[/font][/align][font=&]开路电压（[i]V[/i][sub]oc[/sub]）是指在没有电流回路（正负电极断路）时经过光照后器件产生的电压，即太阳能电池的最大输出电压，单位为V；开路电压由给体的HOMO能级和受体的LUMO能级的能级差决定。短路电流（[i]J[/i]sc）是指在外加电场为零时，受光照的器件在形成回路（正负电极短路）时所能产生的电流，即太阳能电池的最大输出电流；单位为A/cm[sup]2[/sup]或mA/cm[sup]2[/sup]。短路电流可根据[i]J[/i]-[i]V[/i]曲线中，电压为0时的电流值获得。理论上，吸收的光子越多，短路电流越大。填充因子（[i]FF[/i]）是电池具有最大输出功率时的电流和电压的乘积与短路电流和开路电压乘积的比值，理论最大值为1。能量转换效率（PCE）是指太阳能电池将太阳能转化为电能的效率，是输出功率（[i]P[/i]m）与入射光功率（[i]P[/i]in）的比值。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8755.png[/img][/font] [/align][font=&]式中[i]V[/i][sub]oc[/sub]是在开路时的光电压；[i]J[/i]sc是在零电压时的电流密度，即短路电流密度；FF为填充因子。当入射光为AM 1.5太阳光时辐射照功率为[i]P[/i]in = 100 mW/cm[sup]2[/sup]，这也是实验室实验条件下的常用模拟光照辐射照功率。[/font][align=center][font=&][b]有机太阳能电池的器件结构和工作原理[/b][/font] [/align][font=&]有机太阳能电池的工作原理主要包括四个重要步骤：（1）活性层吸收光子并产生激子；（2）激子扩散到给受体界面层；（3）激子在界面层分离成正负电荷，并迁移至正负电极；（4）正负电极收集正负电荷。[/font][font=&]有机太阳能电池的器件结构可以分为单层Schottky器件、双层异质结器件、体异质结器件和叠层器件等。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8756.png[/img][/font][/align][align=center][font=&]单层Schottky器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]由于两个电极功函数不同，有机半导体与具有较低功函数电极之间将形成Schottky 势垒（能带弯曲区域W），即内建电场。光照下，有机半导体材料吸收光后产生激子。由于较大的库仑力使得这些激子不能分离成自由电子和空穴。有机半导体内激子的扩散长度一般都很小，只有扩散到Schottky势垒附近的激子才有机会被分离，所以单层Schottky结构电池的能量转换效率很低，在目前的有机太阳能电池研究中很少再使用这种结构。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8758.png[/img][/font][/align][align=center][font=&]双层异质结器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]在双层异质结器件中，给体和受体有机材料分层排列于两个电极之间，形成平面型给体-受体界面。而且阳极功函数要与给体HOMO能级匹配；阴极功函数要与受体LUMO能级匹配，这样才有利于电荷收集。双层异质结器件结构中电荷分离的驱动力主要是给体材料和受体材料的LUMO能级之差，即给体和受体界面处的电子势垒。在界面处，如果电子势垒较大，大于激子结合能，激子的解离更为有利，电子易转移到有较大电子亲和能的材料上（较低LUMO），从而使得激子有效分离，明显高于单层结构，使得器件性能获得很大提升。双层异质结器件的最大优点是同时提供了电子和空穴传输的材料。当激子在D-A界面产生电荷转移后，电子在受体材料中传输至阴极收集，空穴则在给体材料中传输至阳极收集。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8759.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]体异质结器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]在本体异质结器件结构中，给体和受体在整个活性层范围内充分混合，D-A界面分布于整个活性层，其工作原理和双层异质结器件结构相似，都是利用D-A界面效应来转移电荷。主要区别在于：（1）本体异质结中的电荷分离产生于整个活性层，而双层异质结中的电荷分离只发生在界面处的空间电荷区域。因此，本体异质结器件中的激子可以高效解离，同时激子符合降低，从而减少或者避免由于有机物激子扩散长度小而导致的能量损失；（2）由于界面存在于整个活性层中，本体异质结器件中载流子向电极传输主要是通过粒子之间的渗滤作用，双层异质结器件中的载流子传输介质时连续空间分布的给受体，因此双层异质结中具有相对高效的载流子传输效率。[/font][font=&]本体异质结可以通过将含有给体和受体材料的混合溶液以旋涂方式制备，也可以通过共同蒸镀的方式获得，还可以通过热处理的方式将真空蒸镀的平面型双层薄膜转换为体异质结器件结构。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8760.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]两个子电池组成的叠层器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]叠层器件结构电池是将两个或两个以上的电池单元以串联的方式做成一个器件。一般子电池单元按照活性材料能隙不同采取从大到小的顺序从外向背电池串联，即与电池非辐射面（背面）最近的机构单元，其活性层材料的能隙最小。子电池1中产生的空穴和子电池2中产生的电子扩散至连接层并复合，每个子电池中只有一种电荷扩散至相对应的电极。叠层结构电池可利用不同光吸收谱的材料来改善电池对太阳光的吸收，减少高能量光子的热损失，最终提高电池效率。由于串联的叠层电池的开路电压一般大于子单元结构，其转换效率主要受光生电流的限制。因此叠层电池设计的关键是合理地选择各子电池地能隙宽度和厚度，并保证各个电池之间地欧姆接触，以达到高效能量转换效率地目的。[/font][align=center][font=&][b]有机太阳能电池展望[/b][/font] [/align][font=&]有机太阳能电池作为一种新兴高效太阳能电池，近年来得到飞速发展，虽然有机太阳能电池的PCE以及达到18%，初见商业化应用曙光，但是和成熟的无机太阳能电池相比，有机太阳能电池无论从能量转换效率、机理还是器件稳定性等方面都处于尚未成熟阶段。因此，成熟的无机太阳能电池技术以及研究思路对有机太阳能电池的发展具有重要的借鉴意义。挑战与机遇并存，随着科学家对有机太阳能电池的不断深入的探索，高能量转换效率、高稳定性、可大规模生产的有机太阳能电池必将很快问世，有机太阳能电池的商业化前景可期。[/font][font=&]参考文献：[/font][font=&][1] D. Kearns, M. Calvin, J Chem Phys 1958, 29, 950-951.[/font][font=&][2] C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183-185.[/font][font=&][3] N. S.Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, F. Wudl, Science 1992, 258, 1474 [/font][font=&][4] G. Yu, K.Pakbaz, A. J. Heeger, Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 3422-3424.[/font][font=&][5] G. Yu, J. Gao,J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science1995, 270, 1789.[/font][font=&][6] C. H.Peters, I. T. Sachs-Quintana, J. P. Kastrop, S. Beaupré, M. Leclerc, M. D.McGehee, Adv Energy Mater 2011, 1, 491-494.[/font][font=&][7] Y. Cui,H. Yao, J. Zhang, K. Xian, T. Zhang, L. Hong, Y. Wang, Y. Xu, K. Ma, C. An, C.He, Z. Wei, F. Gao, J. Hou, Adv. Mater. 2020, 1908205.[/font][font=&][8] 张剑,杨秀程,冯晓东.有机太阳能电池结构研究进展[J].电子元件与材料, 2012, 31(11):75-78.[/font][font=&][9] 黄辉.有机太阳能电池的发展、应用及展望[J].工程研究-跨学科视野中的工程, 2017, 9(06): 547-557.[/font][font=&][10] 袁峰,周丹,谌烈,徐海涛,陈义旺.有机太阳能电池空穴传输材料的研究进展[J].功能高分子学报, 2018, 31(06): 530-539.[/font][align=right][color=#808080]来源：化学通讯微信公众号，闵阳/撰稿[/color][/align]

研制高效的低成本的太阳能电池是全球共同面临的巨大挑战。染料敏化太阳能电池因其具有成本低廉、工艺简单、可小型化、环境友好等优点，展现出广阔的产业化前景。而实现太阳能电池高转化效率的首要途径是尽可能提高太阳光的利用率，这就要求电池电极能最大限度地捕捉太阳发出的各种光线，并实现高效的光电转换。新材料的研发为提升太阳能电池的效率提供了新思路。黑磷，作为一种具有二维层状结构的直接带隙半导体材料，展现出优异的光电性能，被广泛视为新的“超级材料”，在半导体工业、光电器件、光学探测、传感器、光热治疗等多个领域展现出巨大的潜在应用价值。近期研究发现，大小仅为几个纳米的黑磷量子点还具有很高的近红外消光系数，可实现近红外光的高效吸收。近期，中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋研究员与中南大学杨英副教授以及肖思副教授等合作，创新性地将黑磷量子点应用于构筑染料敏化太阳能电池的光阴极。团队利用黑磷量子点的近红外强吸收和高光电转换能力，将黑磷量子点沉积于多孔导电聚苯胺薄膜表面，制备出可红外光响应的光阴极，与光阳极形成互补的光吸收，将器件的光吸收范围扩展至可见-红外波段，从而组装成可双面进光的准固态染料敏化太阳能电池。电池性能测试结果表明，沉积黑磷量子点后光阴极实现了对低能红外光子的充分利用，并有效增加了器件的光生载流子浓度，从而将太阳能电池的光电转换效率提高了20%。该研究成果表明黑磷在太阳能电池、光伏器件等领域的巨大应用潜力。相关论文发表在AdvancedMaterials（DOI: 10.1002/adma.201602382），并被选为当期封面故事。巨纳集团低维材料在线商城91cailiao.cn,专注材料服务，主要销售以低维材料为代表的相关的实验室耗材和工具，比如各类二维材料(包括狄拉克材料),一维材料,零维材料,黑磷BP,石墨烯,纳米管,HOPG,天然石墨NG,二硫化钼MoS2，二硒化钼MoSe2,二硫化钨WS2，hBN氮化硼晶体，黑磷，二碲化钨WTe2，二硫化铼ReS2，二硒化铼ReSe2量子点,纳米线,纳米颗粒,分子筛,PMMA.....积极为广大科研院所提供更加优异的低维材料，推动新型材料的研究。

太阳能电池（光电材料）I-V特性测试系统 目前，石油、天然气等不可再生能源价格的居高不下，使得人类对太阳能电池（光电材料）的研究开发进入了一个新的阶段，国内很多实验室和科研院校也都加紧了对太阳能电池材料（光电材料）的研究和开发。 太阳能电池（光电材料）测试作为太阳能电池（光电材料）研究开发的一个环节，至关重要，需要专业的测试系统来完成。针对当前人们对太阳能电池材料（光电材料）的研究和开发，以及太阳能电池（光电材料）研究人员搭建太阳能电池（光电材料）测试系统的耗时耗力，我公司特推出太阳能电池（光电材料）测试系统，并已在很多太阳能电池材料（光电材料）研究、测试实验室广泛使用。 一、我公司太阳能电池（光电材料）测试系统的优势： 1. 技术服务全面 我公司始终把客户需求摆在首要位置，针对客户特殊需求量身定做，为客户提供全套解决方案，终身提供技术服务，为客户节省了搭建太阳能电池（光电材料）测试系统所消耗的时间和人力物力，同时也得到了客户的一致好评。 2. 针对性强 凭借雄厚的光电技术知识和行业经验，针对不同类型的太阳能电池（光电材料）以及客户对测试系统的不同需求，我公司对太阳能电池（光电材料）测试系统也做出了相应的调整，以达到较好的测试效果。目前，针对硅太阳能电池、多元化合物为材料的太阳能电池、功能高分子材料制备的大阳能电池、纳米晶太阳能电池等不同的太阳能电池，我公司也都搭建了不同的测试系统。 3. 性价比高 我公司太阳能电池（光电材料）测试系统采用国外知名公司仪器集成，信噪比高，性能稳定，技术先进，对太阳能电池（光电材料）的测试过程实现自动化，过程简单方便，测试结果在行业内也会具有一定的权威性和说服力。同时，我公司推出的整套太阳能电池（光电材料）测试系统具有很高的性价比。 4. 成熟的太阳能电池（光电材料）测试系统 凭借测试系统的高性价比以及全面的技术服务，我公司太阳能电池（光电材料）测试系统已在国内很多单位的实验室投入使用，包括清华大学等知名大学、国家权威的太阳能计量单位、中国科学院等研究机构以及众多的太阳能相关企业，经过大量客户对我公司太阳能电池（光电材料）测试系统的使用，证明了我公司的太阳能电池（光电材料）测试系统的成熟。 二、太阳能电池（光电材料）光谱响应测试系统简介 太阳能电池（光电材料）光谱响应测试，或称量子效率QE（Quantum Efficiency）测试，或光电转化效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 测试等，广义来说，就是测量光电材料的光电特性在不同波长光照条件下的数值，所谓光电特性包括：光生电流、光导等。我公司的光谱测试系统由宽带光源、单色仪、信号放大模块、光强校准模块、计算机控制和数据采集处理模块组成。我们可以与用户密切协作，根据用户需要测试的样品的类型、测试指标、测试条件，设计和组建最适合每个客户测试需要的系统。 三、太阳能电池I-V特性测试系统简介 我公司太阳能电池I-V特性测试系统主要用来测试太阳能电池的I-V特性等。光源光谱和强度特性可模拟各种条件下的太阳光谱（AM0、AM1.0、AM1.5、AM1.5Global、AM2.0、AM2.0Global），稳定性高，均匀性好，均可达到A类标准，多种光照射面积尺寸；样品台可控温；高精度表头、可调负载和配套软件组成的系统能够通过计算机对测试参数进行设置，并且读取数据，在计算机内进行数据处理，绘制I-V和曲线和显示其它参数并打印输出；系统还可根据客户的具体情况和特殊需求进行相应的系统扩展太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统 　　太阳能电池测试行业长期的经验，使得我公司太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统始终处于行业领先位置。符合IEC, JIS, ASTM标准规定，我公司太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统具有很高的稳定性和重复性。 　　作为光伏器件厂商和科研工作者，为了获得高效的产品，就需要一套高性能太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统来帮助完成产品改进。我公司太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率[font=宋体, MS So

一个国际科研团队撰文指出，他们使用无机配位体替代有机分子来包裹量子点并让其表面钝化，研制出了迄今转化效率最高的胶体量子点太阳能电池。据美国物理学家组织网9月18日报道，一个国际科研团队在最新一期的《自然-材料学》杂志上撰文指出，他们使用无机配位体替代有机分子来包裹量子点并让其表面钝化（不易与其他物质发生化学反应），研制出了迄今转化效率最高（达6%）的胶体量子点（CQD）太阳能电池。吸光纳米粒子量子点是纳米尺度的半导体，其能捕捉光线（既可吸收可见光，也可吸收不可见光）并将其转化为能源。人们可将其喷洒到包括塑料在内的柔性材料表面，制造出比硅基太阳能电池更便宜、更经久耐用的太阳能电池。而且，胶体量子点电池的理论转化效率可高达42%，超过硅基太阳能电池31%的理论转化率。今年7月，多伦多大学的科学家研制出了转化效率为4.2%的胶体量子点太阳能电池。胶体量子点太阳能电池研制领域最大的挑战在于如何使量子点紧密结合在一起，因为量子点之间的距离越大，转化效率越低。然而，量子点通常由多出其1—2纳米的有机分子包裹，在纳米尺度上，这有点大，而有机分子是制造胶体的重要成分。为此，加拿大多伦多大学、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学、美国宾夕法尼亚州立大学的科学家们开始考虑使用无机配位体来让量子点紧紧依附在一起，以尽可能节省空间。结果，科学家们不使用“庞大”的有机分子也获得了胶体的特征。“我们在每个量子点周围包裹了一单层原子，它们将量子点包裹成非常紧密的固体。”该研究的领导者、多伦多大学电子与计算机工程系博士后唐江（音译）表示。研究合作者、宾夕法尼亚州立大学的约翰-艾斯拜瑞说：“最新研究表明，我们能剔除电荷陷阱——电子陷入的位置。量子点紧密地结合在一起以及消除电荷陷阱，双管齐下使电子能快速且平滑地通过太阳能电池。”美国国家可再生能源实验室委派的实验室证实，新研制出的胶体量子点太阳能电池不仅电流达到了最高值，高达6%的整体能量转化效率也创下了纪录。“最新研究表明，无机配位体在构建实用设备方面具有强大的作用。”量子点太阳能电池研制领域的领导者、芝加哥大学教授德米特里·塔拉品说，“新的表面化学为我们制造高效且稳定的量子点太阳能电池铺平了道路，也将对其他利用胶体纳米晶体制造的电子和光电耦合设备产生影响。全无机方法的好处包括能显著改善电子的运输速度，让设备更加稳定等。”