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世界纪录效率全钙钛矿叠层太阳能电池
利用钙钛矿材料制备高效率低成本太阳电池
一、项目分类
重大科学前沿创新、关键核心技术突破
二、成果简介
南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授团队瞄准“碳达峰、碳中和”国家重大需求，致力于高效率新型光伏技术的基础和应用研究，两年内连续四次创造全钙钛矿叠层太阳电池光电转换效率的世界纪录，并被国际权威的《Solar cell efficiency tables》收录。
2019年，研究团队率先突破全钙钛矿叠层制备瓶颈，提出新型隧穿结结构，实现了器件制备过程的大幅简化和性能的大幅提升，最终实现了24.8%的光电转换效率；2020年，团队通过材料改性和结构优化实现了大面积叠层电池24.2%的效率。
近期，研究团队提出增强窄带隙钙钛矿晶粒表面缺陷钝化的新策略，叠层电池经国际权威机构认证其转换效率高达26.4%。同行专家高度评价该研究工作“在利用钙钛矿材料制备高效率低成本太阳电池中迈出了重要的一步”。
相关成果发表于Nature (2022)和Nature Energy (2019、2020)等国际顶级期刊，入选“中国半导体十大研究进展”和“中国光学十大进展”，部分技术已实现科技成果转化，推动了我国新型钙钛矿太阳电池的产业化。
南京大学
2022-08-12
一种无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法
本发明属于微纳制造技术领域，并公开了一种无机钙钛矿太阳 能电池，包括导电基底、电子收集层、光吸收层、空穴传输层和碳对 电极层，导电基底包括玻璃基片及两块 FTO 导电层，两块 FTO 导电层之间具有分隔槽;电子收集层包括致密 TiO2 层和介孔 TiO2 层，致 密 TiO2 层沉积在玻璃基片的分隔槽处和其中一块 FTO 导电层的上表 面上。
华中科技大学
2021-04-14
热泵（太阳能）空气循环蒸发分离电镀废水处理系统
1.热泵空气循环电镀废水处理系统试验台：该试验台采用一级浓缩、二级分离技术，可以在常温常压下一次性将电镀废水分离成重金属盐颗粒和凝结水，全部回收再利用，在实现社会效益同时可以为企业带来很大的经济效益。
2.太阳能空气循环电镀废水处理系统试验台：系统试验台采用计算机控制结合电加热模拟技术，模拟不同天气情况下太阳能的变化情况；使用空气作为分离载体的新型废水处理技术，环境适应性提升；采用浓缩、分离两级处理方式，实现废水中水分与盐分的完全分离，实现重金属盐的固态化回收；实验系统通过冷却除湿技术，回收冷凝水，以实现废水中水分再利用。
南京工业大学
2021-01-12
晶硅太阳电池生产虚拟仿真实训
晶硅太阳电池生产仿真实训让学员以车间技术人员的身份参与整条晶硅太阳电池产线的生产工作。学员可以按标准生产流程操作车间生产设备、检测生产样品以及对电池生产进行工艺仿真，从而深刻了解整个太阳电池生产流程以及关键工艺参数。
一.1.1. 场景设计
场景由制绒车间、扩散车间、后清洗车间、PECVD镀膜车间、丝网印刷车间和分选包装车间六大场景组成。场景素材从多个真实工厂采集而来，高保真还原车间设备与生产流程
场景模型主要包括：洁净车间、制绒机、自动上下料机、硅片、电子天平、分光光度计、电源柜、水冷机、空压机、化学液柜、电脑，键盘、鼠标、扩散炉、石英舟、插片房、传递窗、纯水箱、石英舟清洗槽、防毒面具、试验台、缓冲垫、防化服、源瓶、气柜、硅桨、方阻测试仪，万用表，石墨舟、PECVD镀膜机、舟车、烘箱、全自动丝网印刷机、网版、刮刀、搅拌机、桨料、夹具、接触电阻测试仪、烧结炉、IV分选仪、硅片盒、五格花蓝等...
一.1.2. 互动设计
第一人称视角控制主角场景漫游，学员可以在三维空间中自由活动和观察场景中的物体。
拾取物体操作采用3D空间实际抓取的方式，没有采用一般游戏中的背包栏方式，而当需要同时拾取多个物体时则提供3维工具用于装放，采取这种方式会更加接近现实，使学员更真实的体验实际工具的存放及使用的技巧。
各生产车间按照真实生产流程设计实训生产任务，完成当前任务后才能进入下一个任务，每个任务记录完成时间以及工艺仿真结果
缩略地图实时显示角色位置与任务点位置
第一人称视角与特写观察视角无缝平滑撤换
机器与设置仿真控制，通过机器控制面板设置工艺参数，控制启动生产，检测生产结果
表单填写与作业报告生成
使用仪器与设备检测生产样品
操作规程与关键知识点主动提示学习
原理动画演示
广东顺德宙思信息科技有限公司
2025-06-02
分布式小型光伏电站系统设计仿真实训
本仿真实训要求学员根据常见60KW以下小型分布式光伏电站项目需求书要求，到现场进行测量、采集项目所需数据，然后回到办公室使用设计软件进行项目设计，并且做出系统分析结果、施工图以及施工材料清单。
1.1. 场景设计
虚拟场景包括办公设计场景，楼顶建筑场景；
场景模型主要包括：办公室建筑模型、办公家具、办公设备、长度测量工具、方向测量工具、楼顶建筑模型等
设计软件模拟包括：阴影阵列分析软件、CAD制图软件、倾角分析软件、系统分析模拟软件
1.2. 互动设计
在办公室里使用电脑了解项目需求书，根据提供的信息收集项目所在位置的地理与环境信息
到现场使用长度与方向测量工具测量设计所需数据
回办公室使用各种专业设计软件对该项目进行系统设计。
广东顺德宙思信息科技有限公司
2025-06-02
一种U型集热管超导液太阳能热水器
本发明公开了一种U型集热管超导液太阳能热水器。在水箱的一端设有集热管孔，U型集热管由集热内管和集热外管组成，集热内管的内置部分通入水箱内浸入水中，集热内管外置部分套装有集热外管，安装在抛物槽面的聚光线上，集热内管与集热外管间留有间隙，并呈真空状态，集热内管的内置部分向上倾斜，集热内管外置部分向下倾斜，集热内管管内装有超导液。集热管内的超导液受阳光照射，转变为高温超导液蒸气，进入集热内管内置部分，将水箱水加热，水吸热后使超导液蒸气一部分变为超导液再流回集热内管外置部分，超导液受到阳光照射再次蒸发，如此往复，实现将水加热。
河北师范大学
2021-05-03
基于碟式聚光的太阳能二次聚光分频方法及其装置
本发明公开了一种基于碟式聚光的太阳能二次聚光分频方法及其装置，旋转抛物面碟式反射镜中间开有透光孔，透光孔下方沿碟式反射镜轴线两侧分别布置有聚光光伏电池板和集热器入口；在透光孔上方离碟式反射镜的顶点一定距离处布置一分频透镜，离碟式反射镜近的分频透镜一曲面上贴有分频薄膜，离碟式反射镜远的分频透镜另一曲面为银镜反射面，碟式反射镜与分频透镜之间设有支撑杆，碟式反射镜下方设有支架，支架上设有双轴跟踪系统，整个系统放于旋转底盘上。本发明可实现太阳能聚光分频，并将两个聚光焦斑都转移到系统下方，有效降低系统追日时的能耗，提高系统的平衡性和抗风性能；可分别调节两束光的聚光比，满足聚光光伏电池板和集热器各自所需的最佳聚光强度要求。
浙江大学
2021-04-11
基于水泵回流原理的太阳能热水器控制系统设计
专利特征在于包括下列步骤：（1）研究了微型离心水泵的工作原理： 通过叶轮的高速旋转产生离心力，使叶轮流道里的水甩向四周，叶轮入口形成真空，使水流动。（2）研究了电磁阀得工作原理： 通电时，电磁阀线圈产生电磁吸力把阀芯提起，使使关闭元件离开阀座，密封副件打开；断电时，电磁力消失，靠弹簧力把关闭元件压在阀座上阀门关闭。
辽宁大学
2021-04-11
二氧化碳热泵辅助太阳能热水器
该热水器把二氧化碳热泵热水器与太阳能热水器结合起来，提供四种制取热水模式：太阳能加热系统单独制取热水、太阳能加热系统与跨临界二氧化碳热泵系统同时制取热水、跨临界二氧化碳热泵系统单独制取热水、太阳能或电加热。辅助加热蒸发器跨临界二氧化碳热泵系统制取热水，可以满足各种不同的气候区全年有效的工作。 另外，本热水器充分利用跨临界二氧化碳热泵热水器的优点，即使在严寒地区，也可以制取50~C、90℃的热水。达到了节能、环保的效果。 例如，在阳光充足、太阳辐射强度很大的时段，太阳能加热系统单独制取热水即可满足需求；在阳光充足、太阳辐射强度不是很大的时段，可启动跨临界二氧化碳热泵系统作为太阳能加热系统的辅助，两系统同时制取热水；在阳光不充足及没有阳光的时段，太阳能系统无法有效工作，跨临界二氧化碳热泵系统单独运行制取热水；在寒冷的冬季，运行跨临界二氧化碳热泵系统，有充足阳光时，利用太阳能加热系统加热蒸发器；阳光不充足时，利用电加热器加热蒸发器，从而防止了蒸发器在低温条件下结霜的问题。特别是严寒地区，可以利用太阳能加热系统加热跨临界二氧化碳热泵系统的蒸发器，达到有效融霜的目的，保证了跨临界二氧化碳热泵系统在低温下的稳定运行。
上海理工大学
2021-04-11
用于太阳能空调的板壳式溴化锂吸收式制冷机
高效、低成本太阳能空调的创新要点：1) 采用高效、紧凑的板壳式换热器组成溴化锂吸收式制冷机。具有优良强化传热性能的波纹板传热元件采用不锈钢材料，其耐腐蚀性能优于铜管，且材料单价较低，批量生产时，因材料消耗少可使成本比目前的铜管方案降低40%左右。2) 采用双效与单效耦合蓄能运行的循环方案。采用中温型太阳能集热器产生0.6MPa的水蒸汽，白天日照时段采用双效循环运行并进行蓄热，而在其余时段利用蓄热按单效循环驱动制冷机运行。该方案不仅效率高，日平均当量制冷性能系数可达0.8~1左右，而且其单位体积蓄能罐的蓄能密度极大，可实现无需用辅助能源而完全靠太阳能进行昼夜空调。3) 建设太阳能空调和热水站综合系统，在居民住宅楼的屋顶布置太阳能集热器阵，建设全年供应全体住户生活热水的太阳能热水站和夏季供应顶一、二层住户空调冷水的综合系统；若结合地源水低温热源系统则可建设吸收式热泵系统用于冬季采暖。由于综合利用系统中集热器的投资费用被所有热水用户分摊，空调用户的投资可很快从节省的电费中得到回收，该综合系统可在目前的技术水平和能源价格下使太阳能空调获得良好的经济效益。并为太阳能热水器的发展开拓了更大的空间。23kW(2万kcal/h) 用于太阳能空调的双效与单效耦合型板壳式溴化锂吸收式制冷机。
东南大学
2021-04-10