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反式钙钛矿太阳能电池的研究
随着环境问题的日益加剧，太阳能以其清洁、可再生的优势引起了科研界和产业界的广泛关注。其中，高效、经济的光伏技术也成为了当前学术研究和产业发展的热点之一。近年来，一种新型光伏技术——钙钛矿太阳能电池以其易制备、低成本和高效率的特点走入人们的视野，成为新型光伏技术的新宠。短短七年之内，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率实现了跨越增长，从最初的3.8%提升至现在的22%以上，表现出了极大的优势和潜力。 钙钛矿太阳能电池分为正式（n-i-p）和反式（p-i-n）两种结构。常规的正式器件通常需要致密或介孔氧化物作为电子传输层，其制备工艺相对复杂，且与柔性基底的兼容性不好。相比较而言，反式结构器件因制备工艺简单、可低温成膜、无明显回滞效应等优点受到越来越多的关注，但是其光电转换效率还稍显不足。
北京大学
2021-04-11
钙钛矿太阳能电池空穴传输材料
研究了由美国亚利桑那大学教授Dominic V. McGrath团队合成的两种具有相同取代基但是取代基位置不同的钛酞菁材料在钙钛矿太阳能电池上的表现，通过计算模拟发现外围取代基在酞菁分子上空间位阻更小，由此使得取代基的旋转角度与震动幅度更大，π-π堆积能力降低。数据表明，非外围取代的酞菁在钙钛矿层上具有更好的结晶能力、成膜能力、空穴提取能力以及抑制
南方科技大学
2021-04-14
太阳电池用ZAO透明导电薄膜
透明导电氧化物薄膜具有良好的导电性能和透光性能，广泛应用于平面液晶显示（LCD）、电致发光显示（ELD）、等离子体显示（PD）以及太阳能电池、热镜、电磁屏蔽等。在相当一段时间内, In2O3：Sn (ITO) 薄膜作为一种典型的透明导电氧化物薄膜得到了极广泛的应用，但ITO 薄膜中的铟有毒，在制造和应用中对人体有害；ITO 中的In2O3 的价格昂贵,成本较高， ITO 薄膜易受氢等离子体的还原作用，这些缺点在很大程度上限制了ITO 薄膜的研究和应用。新型透明导电ZnO :Al (AZO) 薄膜中的ZnO 价格便宜,来源丰富,无毒,并且在氢等离子中稳定性要优于ITO，在很多领域特别是太阳电池领域具有逐步取代ITO薄膜的趋势。本产品是多层ZAO透明导电膜，具有透过率高和电阻率低的优点，而且非常适合制备绒面，可作为陷波结构应用于薄膜太阳能电池中。 透明导电膜的主要性能指标有两个：透过率和方阻。产业化对透明导电膜透过率的要求一般要达到80%以上，南韩的Ｗｏｏｎ－ＪｏＪｅｏｎｇ制备的ZAO膜在可见光区域的平均透过率大于９５％，是国际最高水平。国外科研人员制备的ZAO透明导电膜室温电阻率最低可达3×10-4Ω·cm，方块电阻最低可达3Ω/□。国内制备的ZAO透明导电膜一般平均透过率约为80%，电阻率在10-3数量级。 本产品具体性能指标是：透过率＞85%，方阻<50Ω/□。 太阳电池是正在蓬勃发展的产业。国务院刚刚颁布的《可再生能源中长期发展规划》中明确提出：到2010年，太阳能发电总容量达到30万千瓦，其中全国将建成1000个屋顶光伏发电项目，总容量5万千瓦，大型并网光伏电站总容量2万千瓦；到2020年，太阳能发电总容量达到180万千瓦，其中全国建成2万个屋顶光伏发电项目，总容量100万千瓦，太阳能光伏电站总容量将达到20万千瓦；另外，光伏发电在通讯、气象、长距离管线、铁路、公路等领域的应用，计划到2010年也将累计达到3万千瓦，到2020年将达到10万千瓦。而全球太阳能光伏市场将从2000年的10亿美元到2015年扩大到1500亿美元。透明导电薄膜是太阳电池中关键的薄膜，需求巨大。
上海理工大学
2021-04-11
高效率钙钛矿太阳能电池模块
上海交通大学
2021-04-11
高效硅异质结SHJSHJ太阳电池技术
北京工业大学
2021-04-14
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
多层折叠式柔性太阳电池发电系统
项目简介： 便携、可折叠式柔性太阳电池发电系统由 12 块柔性太阳电池组 成，其中 6 块电池串联为一组，然后两组并联固定在挂胶防水的维尼 龙纺织布上，使得该发电系统可以折叠成平常的书本一样，容易携带、 储存和转移。由于该发电系统采用柔性衬底太阳电池组成，所以在连 续发电的过程中可以被摔、被踩，特别适合部队和野外作业单位的长 途跋涉、登山以及职业摄影师使用，还可以进行野外通讯、应急电源 以及蓄电池维护。 功能： 1.使用时放在帐篷顶或地上，也可挂在高处或树上，接上负载即 可使用。 2. 由于该发电系统的每个子电池封装内含有旁路二极管，所以 该太阳电池发电系统在部分电池被遮挡、甚至被子弹穿透的情况下也 能提供电力（即使某个子电池损坏或不发电，也可继续通过二极管提 供电能）。 3. 每块子电池电压≧2V 功率 2.5W，工作电压 12V，整体输出功 率 30W。 4. 用该发电系统给蓄电池充电时，需配用光电子所专门研制的 充电控制器，该控制器可控制蓄电池欠电自动充电，充满自停。同时 该控制器还可控制蓄电池过放电。 5. 蓄电池过充电压：14V 蓄电池过放电压：10.5V
南开大学
2021-04-11
太阳电池用增透陷波微纳结构
我国在太阳能电池领域内的整体技术水平与美国、德国、日本等发达国家相比还有相当大的差距。我国太阳能光伏技术的研究和开发工作绝大部分还处在跟踪或追赶发达国家的状态。真正属于我国光伏企业所自有的太阳能电池关键技术还不多。不少企业在国际光伏行业产品竞争中存在着由于生产技术水平低下而被淘汰的风险。 近几年来，我国第二代太阳能电池的理论和实验研究已经取得了长足性的进展，并处在一个由科研成果到产业化转变的关键阶段。但与此同时，我们也看到尽管薄膜电池在很大程度上解决了太阳能电池的成本问题，但是其效率却还相当低。本技术就是针对太阳电池的这一需求而发展的。 提高转换效率，最有效的办法是表面减反。表面减反包含两层意思，一是增透结构，即让光波从外界第一次遇到材料表面时光波从表面的反射尽可能少，二是陷波结构，即让光波在材料内部传输时光程尽可能大，从而被材料吸收的尽可能多。国际上近年对表面减反进行了诸多的探索，如L. L. Ma进行了变折射率多孔硅多层的减反表面研究，在3000-28000cm-1波段范围内实现了硅表面5%以下的反射。瑞士Paul Scherrer研究所的R.H. Morf设计了用于太阳能电池陷波的阶梯层叠的一维正弦衍射光栅结构。以上小组的研究都表明，合理设计和制备光伏材料表面的微纳周期结构，是一种非常有效地增加太阳能电池的太阳光能量利用率，大幅度提高太阳能电池的转换效率的技术方法。但以上的研究，都没有从同时考虑太阳光光波的自然光特性及宽角谱入射这两个特点入手在矢量衍射理论领域进行增透及陷波的设计。 本技术具体性能指标是： 1．硅表面自然光宽波段（300-2100nm）宽角谱（±30o）减反（R<2%） 2．陷波效率>1000%。
上海理工大学
2021-04-11
多层折叠式柔性太阳电池发电系统
便携、可折叠式柔性太阳电池发电系统由12块柔性太阳电池组成，其中6块电池串联为一组，然后两组并联固定在挂胶防水的维尼龙纺织布上，使得该发电系统可以折叠成平常的书本一样，容易携带、储存和转移。由于该发电系统采用柔性衬底太阳电池组成，所以在连续发电的过程中可以被摔、被踩，特别适合部队和野外作业单位的长途跋涉、登山以及职业摄影师使用，还可以进行野外通讯、应急电源以及蓄电池维护。功能： 1.使用时放在帐篷顶或地上，也可挂在高处或树上，接上负载即可使用。 2. 由于
南开大学
2021-04-14
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