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飛秒激光脈沖制備硅基微納結構光伏材料
太陽能作為一種潔凈和相對易于獲取的能源在未來的動力產品中將占有越來越大的比份。如何發展高光電能量轉換效率、高可靠性和低成本的太陽能電池是目前太陽能利用領域所面臨的關鍵問題。相對于第一代和第二代太陽能電池(轉換效率<<50％)，各國科學家紛紛研究不同的應用于第三代太陽能電池的新材料和新結構，目標是使光電轉換效率大于5 0％。近年來，一種具有微、納米量級特殊結構的光伏材料成為太陽能電池的研究熱點。利用飛秒脈沖激光在極短的持續時間內激發出極大的峰值能量，其在硅片的相互作用過程中具有很強的非線性效應，聚焦燒蝕硅表面很小的一塊面積，形成規則排列的微納米結構。這種微納米結構由于表面積增大，對入射光波有很大的吸收，且對光的敏感性提高了數百倍，這些性質對我們提高光電轉換效率具有很大的指導意義。這種材料與本底未處理材料的性質相比，材料帶隙減小，對光的敏感性提高了數百倍，這使得其對波長為250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比傳統材質的硅的比重低。這些奇特的光電和物理性質能進一步提高太陽能電池的光電轉換效率。根據光吸收效率，激子光量子效率，化學電勢效率以及填充因子計算總的光電轉換效率，普通硅基太陽能電池光電轉換效率只有1 5％，而基于微納結構光伏材料的太陽能電池轉換效率可望達到50%-60%。 針對國民經濟可持續發展在太陽能光伏技術方面的重大需求，發展利用超短脈沖激光制備具有優異光電轉化效率的微納結構光伏材料的新方法，以及通過探測光伏材料中非平衡載流子的能帶結構及微分負電導等特性，探知光伏材料的光電轉換效率，從而篩選出轉換效率較高的微納結構光伏材料，最終在發展新型、高效太陽能電池的新原理和新技術方面取得創新性突破，為我國研發具有自主知識產權的高效第三代光伏電池打下堅實基礎。
上海理工大學
2021-04-11
鈣鈦礦光伏材料的生長機理原位的研究
隨著能源危機和環境污染問題的日益嚴峻，太陽能等綠色可再生能源近年來得到了廣泛關注。伴隨著光電轉換效率的提升和生產成本的下降，太陽能電池愈加凸顯其廣闊的應用前景。有機無機雜化鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池，作為新型太陽能電池的后起之秀，在短短七年內，光電轉換效率從3.8%迅速增長到22.1%。雖然鈣鈦礦太陽能電池在效率上已經取得重大突破，但人們對于鈣鈦礦材料本身的生長機理以及薄膜形貌的形成機制研究還需要進一步加強，而基于此的研究對鈣鈦礦材料的深入認知以及相應的光電器件的應用具有重大意義。
北京大學
2021-04-11
太陽能光伏熱泵系統
太陽能光伏光熱聯用技術就是將單一的光伏組件和太陽能集熱器有機結合起來，光伏組件即作為光電轉換裝置，又作為集熱器的吸熱體，同時將太陽能轉換成熱能和電能，從而實現熱電聯產，以提高太陽能的綜合利用率。光伏/光熱集熱器(photovoltaic thermal collector，簡寫為PV/T集熱器)與傳統獨立的光伏系統和集熱系統相比，具有1、提高了太陽能的綜合利用率；2、它可以共用一些組件，從而降低了系統的成本；3、減少了需要的安裝面積，有利于建筑的美觀。
上海理工大學
2023-05-15
高效率光伏發電技術
1. 痛點問題
光伏太陽能發電是實現雙碳目標的重要途徑。目前主流的光伏發電技術采用的是晶硅太陽能電池，但是它仍然存在著多種問題。主要包括效率還有待進一步提高；光電轉換效率受光照強度影響大（光照較弱的時候幾乎不發電）；有傾斜角要求不適合用于立面；不便用于需要透光的場合如窗戶等。
2. 解決方案
鈣鈦礦太陽能電池是新一代光伏發電技術的典型代表。鈣鈦礦是一類帶隙可調的材料，因而可以用來制備效率更高的疊層太陽能電池。作為直接帶隙材料，鈣鈦礦光吸收系數高，光電轉換效率不受光照強度影響，而且可以利用散射光發電，因此鈣鈦礦太陽能電池安裝沒有傾斜角要求。此外，還可以制備半透明的鈣鈦礦太陽能電池。基于鈣鈦礦太陽能電池的這些特點，可以開發多種形式的太陽能電池新應用場景。本實驗室開發了真空蒸發制備高效率鈣鈦礦太陽能電池的新工藝，并且通過多種方法大幅度提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩定性，結合鈣鈦礦太陽能電池的特點可開發多種應用場景的太陽能光伏電池產品。
合作需求
可行的需求包括：
1、中試驗證和連續化生產線需要場地約800平方米，購置相關的設備需要資金約2000萬元。
2、從事光伏發電和清潔能源相關的企業，可開展合作技術開發和技術轉讓。
清華大學
2021-11-26
戶外光伏組件性能測試平臺
該成果可更細致的反應光伏組件戶外輸出性能，所研制的光伏組件戶外特性測試平臺，使光伏組件長期工作于戶外環境下，實時監測其輸出特性，并積累測量數據，以評估組件長期工作于戶外環境下的輸出性能，便于電站設計人員針對具體環境，選用更合理的光伏組件建設光伏系統。也為組件生產商和科研實驗工作提供了更好的保障與技術支持。
河海大學
2021-04-14
太陽能光伏并網逆變器
成果簡介本逆變器可以將太陽能電池組件接收到的太陽輻照能量逆變成和電網同頻同相的正弦交流電直接并入到電網， 具體分為單相和三相兩種逆變器。 逆變器具有最大功率點跟蹤、 反孤島效應功能以及完善的保護功能。成熟程度和所需建設條件樣機基本完善， 初步具備了相關的功能， 后續需要一定的資金購買設備以便推出產品。技術指標基本符合國家標準。市場分析和應用前景從國家的中長期發展規劃可知， 新能源發電始終是重中之重， 因
安徽工業大學
2021-04-14
太陽能光伏熱泵系統
太陽能光伏光熱聯用技術就是將單一的光伏組件和太陽能集熱器有機結合 起來，光伏組件即作為光電轉換裝置，又作為集熱器的吸熱體，同時將太陽能轉 換成熱能和電能，從而實現熱電聯產，以提高太陽能的綜合利用率。光伏/光熱集熱器(photovoltaic thermal collector，簡寫為 PV/T 集熱器)與傳統獨立的 光伏系統和集熱系統相比，具有 1、提高了太陽能的綜合利用率;2、它可以共 用一些組件，從而降低了系統的成本;3、減少了需要的安裝面積，有利于建筑 的美觀。
上海理工大學
2021-01-12
鈣鈦礦光伏材料/鈣鈦礦太陽能電池
2021 年 3 月 26 日，Science（《科學》）在線發表了西北工業大學黃維院士團隊的研究成果 Stabilizing black-phase formamidinium perovskite formation at room temperature and high humidity。此項研究獨創性地提出以一種多功能的“離子液體”作為溶劑來替代傳統的有毒的有機溶劑制備鈣鈦礦光伏材料，用這一方法制備的材料具有穩定性高、制備工藝簡單等優勢。相關研究成果解決了傳統鈣鈦礦光伏材料制備過程中的世界性難題，實現了光伏領域的重大突破。離子液體及其制備的鈣鈦礦太陽能電池 團隊研發的可折疊柔性電子產品。目前，全球以“光伏”為代表的可再生能源產業鏈駛入發展快車道。其中，鈣鈦礦光伏功不可沒，它相比傳統太陽能電池板中使用的硅晶體，不僅更便宜、更輕薄、可變型，同時成本也更低廉、更環保，在應用范圍上將產生顛覆性變革。因此，鈣鈦礦光伏材料的研究已經成為各國科學家追逐的“熱點”。“未來，沙漠腹地、樓宇外墻、手機等都不再需要傳統電池，只需要一塊更低廉、更清潔，薄如紙張的鈣鈦礦太陽能電池就能夠滿足所需。同時，還可以應用在柔性可穿戴、航天器搭載等重要領域。” 團隊“大師兄”晁凌鋒對鈣鈦礦光伏材料應用前景充滿信心。 黃維院士團隊致力于鈣鈦礦光伏材料研究，通過原始創新解決材料不穩定、光電轉化率不高、工藝制備復雜且污染性較高等卡脖子難題。
西北工業大學
2021-04-13
太陽能光伏發電并網逆變器
并網逆變器作為太陽能光伏并網發電系統的核心組成部分，對提高太陽能轉換效率、輸出高品質電能起著關鍵作用。光伏并網逆變器核心技術主要包括最大功率跟蹤、直流變換電路、逆變控制技術和孤島檢測等。光伏組件將太陽能轉化為直流電，經直流變換電路提升并穩定直流電壓輸出，再通過并網逆變電路將直流電轉化為交流電，利用數字鎖相技術和逆變控制技術，將與電網同頻同相的高品質電能饋入電網，為保證并網發電系統不危及電網輸電線路安全，孤島檢測技術能實時檢測系統是否處于孤島狀態并能停止并網運行。本項目主要利用先進數字控制技術實現最大功率跟蹤、逆變閉環控制、孤島檢測及系統保護等，特別在大功率三相并網發電逆變系統高品質輸出的控制技術及太陽能直流電到輸出電能的高轉換率技術方面有技術積累。采用自主研發的控制技術，使得并網輸出電流總畸變率低，輸出功率因素高且可調，系統發電效率高。光伏并網發電監控軟件可實時遠程監控多臺并網逆變器工作狀態，具有記錄、存儲、圖形化顯示系統各項輸出如電壓、電流、饋入電網電能數量等功能。
華東理工大學
2021-04-11
太陽能光伏發電并網逆變器
并網逆變器作為太陽能光伏并網發電系統的核心組成部分，對提高太陽能轉換效率、輸出 高品質電能起著關鍵作用。光伏并網逆變器核心技術主要包括最大功率跟蹤、直流變換電路、 逆變控制技術和孤島檢測等。光伏組件將太陽能轉化為直流電，經直流變換電路提升并穩定直 流電壓輸出，再通過并網逆變電路將直流電轉化為交流電，利用數字鎖相技術和逆變控制技 術，將與電網同頻同相的高品質電能饋入電網，保證并網發電系統不危及電網輸電線路安全， 孤島檢測技術能實時檢測系統是否處于孤島狀態并能停止并網運行。 本項目主要利用先進數字控制技術實現最大功率跟蹤、逆變閉環控制、孤島檢測及系統保 護等，特別在大功率三相并網發電逆變系統高品質輸出的控制技術及太陽能直流電到輸出電能 的高轉換率技術方面有技術積累。采用自主研發的控制技術，使得并網輸出電流總畸變率低， 輸出功率因素高且可調，系統發電效率高。光伏并網發電監控軟件可實時遠程監控多臺并網逆 變器工作狀態，具有記錄、存儲、圖形化顯示系統各項輸出如電壓、電流、饋入電網電能數量 等功能。
華東理工大學
2021-04-11