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关于非铅钙钛矿太阳能电池的研究
首次制备出了基于非铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6的高质量薄膜及其太阳能电池。对于传统的铅基钙钛矿材料，其结构为APbX3, 如果用一个一价金属和三价金属来代替两个铅，即可形成结构式为A2M+M3+X6的双钙钛矿，又名冰晶石。双钙钛矿是一个非常庞大的家族，理论计算可以形成这种组合的有超过9000种，目前有350种已经被合成。根据计算，有11材料有潜力用于光伏器件。目前已经被合成的有5种左右，但是鲜有双钙钛矿电池报到。其主要原因在于很难制备高质量的双钙钛矿薄膜。通过自己搭建的低压辅助设备首次制备出了高质量的双钙钛矿Cs2AgBiBr6薄膜，研究发现，该薄膜的热稳定性远远好于传统的铅基有机－无机杂化钙钛矿材料。将其用做吸光层，制备出了平面异质结太阳能电池。基于该薄膜的电池在空气中有很好的稳定性，对于无空穴传输层的器件在空气中放置超过4个月其效率没有衰减。说明双钙钛矿在太阳能电池的应用中有非常大的潜力。相关成果发表在《Advanced Science》 （The Dawn of Lead-Free Perovskite Solar Cell: Highly Stable Double Perovskite Cs2AgBiBr6 Film, Adv. Sci. 2018, 5(3), 1700759）。
北京大学
2021-04-11
具有高填充因子的聚合物太阳能电池
通过合成新型高分子半导体并优化器件工艺，该工作取得了聚合物太阳能电池领域前所未有的高填充因子（76%-80％）。论文还通过对太阳能电池薄膜形貌、电子性质和器件物理的深入研究揭示了高填充因子的起源。其工作原理在于，聚合物和富勒烯取得与基底平行方向的相分离，与基底垂直方向的相渐变（图 1）。该形貌特征有效地抑制了电荷复合，使得电荷能有效和定向性地收集。研究发现，80％的填充因子接近硅太阳能电池，也预示聚合物太阳能电池能量转化效率可能远高于现有水平。
南方科技大学
2021-04-13
三维构架超柔性径向结太阳能电池
此项研究工作利用低熔点金属锡（Sn）催化的低温“气-液-固”(vapor-liquid-solid, VLS)生长技术，在柔软的铝箔表面生长“竖直站立的”三维（3D）硅纳米线阵列。由于分立纳米线在软铝箔表面所形成稳固锚接触，对表面淀积的薄膜起到了关键的稳定作用，避免了薄膜在受力时发生剥离和破裂，解决了在如何在力学特性不稳定的“软”铝箔基底上，构建高品质、稳定光电转换结构的关键技术问题。基于此新型3D径向结光电构架，本工作首次直接在超薄商业铝箔衬底之上，成功制备超柔性非晶硅薄膜电池(5.6%，Voc
南京大学
2021-04-14
可净化有机废水并发电的微生物燃料电池技术
本项目以有机废水为燃料，综合环境工程、电化学、生物工程等交叉学科知识，在详细、深入开展单体微生物燃料电池产电性能基础上，通过选择不同的阴阳极材料，控制阳极室的不同工艺参数以及采用生物学手段提高微生物燃料电池的产电性能，实现了微生物燃料电池堆的优化组合。目前该技术已达到小批量样机生产的实用要求。该技术可用于一切需要进行有机废水处理的领域，主要包括产生高浓度废水的工业（例如处理畜牧场或者食品加工厂的废水等），在远离人群的驻地、工作站、舰船及极端条件下的封闭和半封闭系统中也具有很好的应用前景。
北京航空航天大学
2021-04-13
高效太阳能海水淡化系统
Ø 成果简介：本装置主要采用了激淋式横管降膜蒸发、多效闪蒸、多效回热、强化冷凝、强化对流等多项先进的强化传热传质措施，并有效地减少了装置中海水的热容量，使装置升温更迅速，运行五分钟即有淡水产出。装置中海水的蒸发与蒸汽的冷凝潜热得到了多次重复利用，使系统产水率得到成倍的提高，是传统盘式太阳能蒸馏器产水率的五倍，平均每平方米太阳能集热器日产水量12公斤以上，达到国际先进水平。所生产的淡水水质完全达到国家饮用水标准（＜500ppm）。该装置可以视用户情况专门设计，而且规模越大效率越高
北京理工大学
2021-01-12
太阳能光伏热泵系统
太阳能光伏光热联用技术就是将单一的光伏组件和太阳能集热器有机结合起来，光伏组件即作为光电转换装置，又作为集热器的吸热体，同时将太阳能转换成热能和电能，从而实现热电联产，以提高太阳能的综合利用率。光伏/光热集热器(photovoltaic thermal collector，简写为PV/T集热器)与传统独立的光伏系统和集热系统相比，具有1、提高了太阳能的综合利用率；2、它可以共用一些组件，从而降低了系统的成本；3、减少了需要的安装面积，有利于建筑的美观。
上海理工大学
2023-05-15
太阳能光伏热泵系统
太阳能光伏光热联用技术就是将单一的光伏组件和太阳能集热器有机结合 起来，光伏组件即作为光电转换装置，又作为集热器的吸热体，同时将太阳能转 换成热能和电能，从而实现热电联产，以提高太阳能的综合利用率。光伏/光热集热器(photovoltaic thermal collector，简写为 PV/T 集热器)与传统独立的 光伏系统和集热系统相比，具有 1、提高了太阳能的综合利用率;2、它可以共 用一些组件，从而降低了系统的成本;3、减少了需要的安装面积，有利于建筑 的美观。
上海理工大学
2021-01-12
燃料电池微电源系统
进入 21 世纪以来，电子与信息技术获得了飞速发展，各类微小型便携式电子产品如手机、笔记本电脑、数码影像设备等相继涌现出来，给人们的生活带来了极大的便利。但是电子产品升级换代的加快和产品功能的日趋多样化，对现有微电源系统（锂离子电池、镍氢电池等）性能提出越来越高的要求，电子产品设计中的电源供需矛盾日益突出，形成所谓的“能量鸿沟”（ Power Gap ）。发展新的高比能电源系统已不可避免地成为突破下一代便携式电子产品发展瓶颈的紧迫任务。基于微机电系统（ MEMS ）技术的燃料电池微电源系统，因具有高比能、高效率、清洁环保、使用方便等突出优点而广受关注。其理论能量密度为现有锂离子电池 10 倍以上、能量效率可达 60~70% 、工作过程零排放、可瞬间完成燃料加注，是面向便携式电子产品的新一代理想替代电源。
大连理工大学
2021-04-13
锌-空气燃料电池系统
1 成果简介
锌-空气燃料电池作为一种新型的燃料电池系统，用锌作能量来源，实现发电。锌-空气燃料电池具有如下特点：
与一般氢空气燃料电池比，成本低，不需要贵金属做催化剂；
与一般蓄电池比，不需要充电，可像加油一样快速补料；
与燃油内燃机比，燃料可再生，锌发电后变为氧化锌可通过电解得以还原；
环保安全，放进火里也不燃烧。
本研究组已研究开发出 200 瓦的 5 节燃料电池堆，其电流密度指标达到国际先进，证明了设计方案的可行性。利用该技术方案，依据功率需求可开发大小不等的锌-空气燃料电池系统。为产业化应用，接下来需要做的工作是设计产品构型、完善整体集成。 2013_8_1 上图 用于方案验证的锌-空气燃料电池系统
2 应用说明
锌-空气燃料电池可做军用电源，具有补充能量快、安全的优势；可配合风力发电、太阳能发电系统的大型储能-发电装置，为电网调峰补谷，具有安全、成本低优势；可作为未来电动汽车的动力电源，具有安全、价廉、不需要充电、续驶里程长等优势。
3 效益分析
量产的锌-空气燃料电池系统，制造成本与铅酸蓄电池相当，而使用寿命更长。
4 合作方式
联合开发。
清华大学
2021-04-13
在高效钙钛矿太阳能电池研究方面的进展
以传统两步法为基础，设计提出了钙钛矿籽晶诱导生长的两步旋涂法，通过在碘化铅薄膜中引入含铯钙钛矿籽晶，使籽晶提供后续钙钛矿生长的成核位点，引导高质量薄膜生长，解决两步法中无机阳离子的有效掺杂问题。通过籽晶诱导，可实现对成核和晶粒大小的精确调控，有效掺入无机Cs离子，器件的能量转化效率提升至21.7%，同时，器件在AM1.5G太阳光下持续工作140小时后，仍然保持超过60%的初始效率，远优于传统两步法数小时的稳定性。图1. a) 籽晶法制备钙钛矿薄膜过程示意图。 b) 光致发光显微原位探测籽晶法中钙钛矿实时生长过程。 进一步的，赵清教授课题组设计了氯化铯增强碘化铅前驱液两步法，在进一步提高钙钛矿薄膜中碱金属离子含量的同时，减缓钙钛矿的成核、生长过程，获得了具有更大晶粒、更低缺陷态密度的钙钛矿多晶薄膜。基于此制备得到的平面正式钙钛矿薄膜太阳能电池器件具有更高的能量转化效率22.1%、器件的长时间工作稳定性也得到了提高，在AM1.5G太阳光下工作70小时后，依然能够保持90%的初始效率。在两步法制备钙钛矿薄膜与太阳能电池器件方面，对碱金属离子的均匀高效掺入、器件性能的提高等问题提供了新的思路。
北京大学
2021-04-11