当前位置 & &
& 光电转换率最高可达100% 新型太阳能电池研发...
光电转换率最高可达100% 新型太阳能电池研发成功
15:09:05&&作者：
编辑：萧萧 &&)
让小伙伴们也看看：
阅读更多：
好文共享：
文章观点支持
文章价值打分
当前文章打分0 分，共有0人打分
[03-30][03-12][01-27][05-18][04-20][03-12][12-24][12-11][04-10][01-31]
登录驱动之家
没有帐号？
用合作网站帐户直接登录盘点高效太阳能电池转换效率之最：晶硅电池谁称王？
盘点高效太阳能电池转换效率之最：晶硅电池谁称王？
太阳能电池是一种将光能转换为电能的元件。低成本高效率的太阳能电池是光伏技术长期追逐的目标，更是各个企业拼命争夺的技术领地。下面是OFweek太阳
能光伏网分别从N型单晶电池、P型单晶电池、多晶电池三类对比，列出的经过认证的技术前沿代表。
　OFweek讯：在世界能源消费的席位愈发重要，在不远的将来不但要替代部分常规能源，更可能成为世界能源供应的主体。
　　是一种将光能转换为电能的元件。低成本高效率的电池是长期追逐的目标，更是各个企业拼命争夺的技术领地。
　　中国的太阳能电池研究虽比国外晚了20年，但这并不妨碍中国成为全球主要的太阳能电池生产国。2013年全球电池片生产规模保持增长势头，产能超过63GW(不含)，产量达到40.3GW。与2012年相比，增长7.5%，电池和单晶硅电池的比例约为3∶1。太阳能电池呈逐年增长发展态势，但近几年发展趋于平缓。从发展区域看，中国大陆以25.1GW的产量位居全球第一，产量约占全球总产量的63%。
　中国对太阳能电池的研究开发工作高度重视，早在七五期间，非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题；八五和九五期间，中国把研究开发的重点放
在大面积太阳能电池等方面。2003年10月，国家发改委、科技部制定出未来5年太阳能资源开发计划，发改委“光明工程”将筹资100亿元用于推进技术的应用，计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。当下，第三次工业革命的核心是新能源革命，高效太阳能作为提高太阳能利用率的关键，代表了先进的技术发展方向，对我国的结构调整和可持续发展具有重要影响，属于当前应该发展的重大技术之一。例如，太阳能技术就已被列为了国家节能减碳的绿色环保型鼓励型项目，成为国家重点扶持的项目之一。
　　市场应用越发宽领域、多样化，适应各种需求的也不断问世，除了大型并网外，与建筑相结合的、小型、离网系统等也快速兴起。太阳能电池及光伏系统的成本持续下降并逼近常规发电成本，仍是光伏产业发展的主题，而太阳能电池也将继续走在高效率、低成本的道路上。
　　我们熟知的晶硅电池分为单晶和多晶，区别在于所用。单晶硅片由多晶硅原料经拉晶炉拉成单晶棒后再切片制成，多晶硅片是由多晶硅料经铸锭炉铸成多晶硅锭后再切片制成。不过，目前上占优势的还是多晶硅电池。
　　太阳能电池的基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。对其而言，最重要的参数是光电。在单晶电池中，目前所研发的N型单晶电池的产业化水平大概在21%-24%左右，P型单晶电池的国内产业化水平在18.7%-19.2%左右，海外在19.2%-20%左右。多晶电池的产业化水平则在17%-17.5%左右。下面是OFweek太阳能分别从N型单晶电池、P型单晶电池、多晶电池三类对比，列出的经过认证的技术前沿代表。
【N型单晶电池】
　　以N型半导体为底板的，杂质的抵抗性更大，在理论上更易提高能量，衰减率也比较低，但加工工艺较复杂，成本较高。在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷、砷、锑等)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。
　　目前，已达到规模化生产的N型单晶硅太阳电池有三种，分别是日本松下的N-Si HIT N型硅太阳电池，美国Sunpower
IBC结构N型硅太阳电池，以及英利的熊猫N型硅电池。在市场份额上，国际路线图(ITRPV)预期N型单晶硅太阳电池将从2014年的18%左右提高到2020年的50%左右。
　N型单晶电池产业化水平：21%-24%
　　技术前沿代表：
　　三洋电机Sanyo-HIT电池-（24.7%）
　　日，日本产业技术综合研究所证实， Sanyo（三洋电机）成功开发出转换效率达24.7%的
池。Sanyo此次HIT电池CE=24.7%，采HIT技术，Size&100 cm2，厚度98
um，Voc=0.75V，Jsc=39.5 mA/cm？，FF=83.2%。新HIT电池不但效率更高，同时厚度仅为98
μm，这展示HIT在降低成本方面潜能。
　　日，三洋宣布扩大HIT太阳生
产规模，其滋贺工厂的产能将由100MW提高至250MW，表明高效太阳电池具有广阔的前景。日，日本三洋电机公司宣布，他们研发出世
界上光电转换效率最高的太阳电池组件HIT-N230，采用HIT异质结电池制造，转换效率高达20.7%。日，三洋宣布量产目前光电
转换效率达到21.6%的高效HIT太阳电池，基于该电池的HIT
N系列240W太阳电池组件转换效率可达19%。2012年初，松下宣布在马来西亚建设300MW项目，年底完成，重点采用三洋技术生产HIT（异质结）。日，松下正式收购三洋HIT业务。
　　松下的研究目标是用厚度为100μm的实现24.5%的转换效率，2013年2月已达到24.7%（750mV），超过SunPower
2010年达成的24.2%记录（大面积），计划2015年效率达到25%，这基本是采用晶硅的极限。
SunPower-IBC-（24.2%）
　　2010年6月，美国制造商SunPower
Corp.宣布公司位于菲律宾的厂房已生产出一款高达24.2%的电池，创下当时全球新高纪录。根据新闻稿，这项纪录已经过美国能源部再生性能源实验室(National
Renewable Energy Lab，简称NREL)
验证。通过在每块太阳能电池上提高能源产量，SunPower利用专有、专利的高效率太阳能降低太阳能的生产成本。
　　赛昂Silevo-Triex-（22%）
　　Silevo是一家由两名出自应用材料公司（Applied Materials，
Inc）的华人半导体专家于2007年在美国硅谷创立的高效晶硅研发和生产企业，其核心技术和专利是一种名为“Triex”的基于N型单晶的高效晶体硅电池结构，这一技术的特点是能够以接近传统晶硅光伏电池/组件的成本，实现最高24%的光电转化率，同时具备组件特有的优良温度特性。
　Triex电池技术，既金属-绝缘体-半导体电池的衍生物，在20世纪七十年代，著名科学家，比如新南威尔士大学马丁格林教授曾从事于使用隧道氧化物
层，反型层以及传统氮化硅钝化层增强PN结的研究。那时，金属-绝缘体-半导体电池创造了655毫伏开路电压和17.6%转换效率的世界纪录，并模拟推算
出可创造23%转换效率的可能性。然而，这种电池片面临严重的商业挑战并未被市场广泛接受。
　　Triex电池片是一种基于隧道异质结结构
的器件，这种结构整合了半导体行业用的隧道氧化层和传统的薄膜钝化层的优点，从而得到了非常低的表面缺陷密度。这种混合型的电池神奇地整合了N型晶硅基
体，薄膜钝化层和隧道氧化物层三种材料的优势。隧道氧化物层结合薄膜钝化层是获得高性能的PN结并提高开路电压，降低温度系数的关键所在。
　Silevo在2011年10月正式公开发布“Triex”技术以及使用这一技术生产的高效单晶电池和组件产品，除了在硅谷的一条试验生产线
外，Silevo在杭州还拥有一条32MW的量产生产线（杭州赛昂电力，Silevo占65%股权比例），目前量产电池片效率21.4%。
　2012年9月，赛昂曾宣布公司旗下Triex太阳能电池杭州工厂生产线量产转换效率已达21%产线单片最高效率超过22%。根据赛昂的路线图宣称，公
司可以在未来几年内生产效率达到24%的太阳能电池。正是在高效晶硅电池技术上的优异表现，赛昂电力一度被认为会成长为下一个SunPower。
　　日，美国光伏巨头SolarCity宣布，该公司将斥资3.5亿美元收购制造商(赛昂)Silevo，计划于未来两年内在纽约州建造年产能超1GW的工厂，打造“全球最大”的太阳能组件制造厂。
【P型单晶电池】
　　以P型半导体为底板的，成本较低，衰减率较高，25年后衰减率可达到15%至20%。在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半导体。
　　产业化水平——国内：18.7%-19.2%&&
海外：19.2%-20%
　　技术前沿代表：
　　LG（20.7%）
　　韩国最大的科技公司LG电子近日对外宣布，公司已经成功开发出高效电池，堪称世界最高效的太阳能电池。
　　据了解，LG研发的太阳能电池是利用单晶材料，成功的将太阳能电池的效率提高至平均20.6%，最高可达20.7%.这远远超过了先前19%的太阳能电池效率。
　目前世界各国都意识到了太阳能电池业务的重要性。去年韩国知识经济部就对外宣布，政府和私营部门将为五个研发项目投资6.48亿美元。其中一个项目就是
太阳能电池。由LG、三星等组成的团队将共同研发新一代太阳能电池。实际上LG和三星在太阳能电池研究方面有着不同的技术领域。LG则基于硅材料，而三星
的技术基于铜等材料。
　　晶澳（20.4%）
　今年6月20日，晶澳太阳能宣布博秀高效电池正式量产，量产电池平均达到20.4%，在业内率先实现P型电池量产转换效率超过20%。
　　博秀60片电池装组件量产主流功率达到285W，预计年底主流功率将达到290W。从该新产品发布到量产，仅用时三个月。
　　目前，晶澳已拥有1条博秀电池生产线，今年10月份将扩到4条生产线，规划2015年扩充为8条生产线。今年底产能将达到170MW，明年达到350MW。
　　茂迪（19.5%）
　　2012年，茂迪推出代号为“Leo”的太阳能电池系列产品，
Leo系列的6寸单晶太阳能电池的平均转换效率可达19.3%，最高效率可达19.5%。
【多晶电池】
　　兼具单晶硅电池的高和长寿命以及非晶硅的材料制备工艺相对简化等优点的新一代电池，其转换效率一般为12%左右，稍低于单晶硅太阳电池，没有明显效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅电池。
　　产业化水平：17%-17.5%
　晶澳（18.1%）
　　日晶澳对外宣布：自2013年第一季度开始，公司旗下MWT(Metallization
Wrap-through)电池已正式投入量产。其多晶电池量产平均效率为18.1%，最高可达18.6%。
　　MWT是金属穿孔卷绕硅太阳能的简称，这种技术主要是通过激光穿孔和灌孔印刷技术，将正面发射极的接触电极穿过基体引导至硅片背面。由于电池正面没有主栅线，电池受光面积增大从而有效的提高了电池的光电转换效率。在组件端，电池片之间均通过背面接触电极与基板连接，减少了焊接环节，这样既降低了焊接碎片率又降低了焊接引起的电阻损耗，从而有效提高了组件输出效率。
　　阿特斯（18%）
　　阿特斯太阳能公司2011年表示使用最新的ELPS太阳能电池技术，公司已经可以制造效率高达19.5%的单晶硅太阳能电池和效率18%的多晶硅太阳能电池。
　　公司称通过使用ELPS技术，进一步提高了发电效率，降低了电池的每瓦生产成本。公司的组件生产线可以方便地使用采用新技术的太阳能电池。
已投稿到：
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。史上最高效率的太阳能电池问世 效率高达40%_网易科技
史上最高效率的太阳能电池问世 效率高达40%
用微信扫码二维码
分享至好友和朋友圈
史上最神奇的太阳能电池
据中国科技信息网报道，波音公司子公司Spectrolab有限公司科学家在最近发表的太阳能电池制造研究论文中称，他们研制出的太阳能电池超越了具有里程碑意义的40%效率限制，40%效率是所有光电设备所能获得的最高效率。
他们的研究成果刊登在了最近一期的《应用物理学通讯》杂志上。
当今最常用的太阳能电池，比如为家庭和建筑提供辅助电力的太阳能电池，都是独靠太阳的单结硅太阳能电池。这些太阳能电池只能利用太阳自然产生的光亮度，且其最佳效率限定于一个相对狭窄的光子能量范围中。
Spectrolab有限公司研究小组对聚光多结太阳能电池（concentratormultijunctionsolarcells）进行了实验，使用透镜对太阳光进行聚焦，从而获得高强度的太阳光。很显然，多结太阳能电池还可利用波长范围更广的日光，比单结太阳能电池更加有效率。
此高效太阳能电池研发成果的主要研究者RichardR.King博士称，“由于他们能使用一种新等级的变形半导体材料，让多结太阳能电池有更大的自由度，以最佳化太阳能光谱的转换，因此，这些结果格外让人受鼓舞。这些材料的最佳效能暗示了未来还会有效能更高的太阳能电池出现。”
在设计中，多结太阳能电池通过使用三个子电池的能带隙将太阳光谱区分成三个较小的区块。每个子电池均能有效地将光转换成电流。其转换效率经测量后达40.7%，变形多结聚光太阳能电池超越了单结1000倍阳光下37%的理论值极限。
然而，Spectrolab公司的主要业务是供应光伏电池与太阳能电池板给航天业（他们的太阳能电池有很多用于轨道人造卫星上）。该公司期望这项突破能够应用于地面商业化太阳能发电上。Spectrolab公司科学家同时还预测，使用三个以上的PN结、并改善材料与设计，将能够达到58%的理论效率值，这表示，聚光太阳能电池的效率可以超过45%，甚至于在未来超越50%。
这项高效能太阳能电池研究的部分研究资金由美国能源部再生能源实验室赞助。该研究将在“阳光美国计划”中扮演重要角色。“阳光美国计划”旨在2015年时，使太阳能发电在价格上比传统发电更具竞争力。该公司表示这些太阳能电池将为聚光系统制造商提供帮助，使发电成本比当今传统发电方式更具竞争力。
本文来源：中国科技信息网
责任编辑：王晓易_NE0011
用微信扫码二维码
分享至好友和朋友圈
加载更多新闻
热门产品:　　　
:　　　　　　　　
:　　　　　　　　　
热门影院：
阅读下一篇
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈一种便携式电动车太阳能充电装置的设计和实现-汽车电子-与非网
由于使用轻快便捷，绿色环保，因此很多人选择它作为交通工具。但目前电动车的一些缺点也给广大使用者带来了不便，如电动车蓄电池寿命不长，功率有限，行驶里程短；在一些小区高层住户充电不方便；在野外没有市电的地方，其缺点更为突出。在环境污染和能源形势日趋严峻的情况下，太阳能作为一种清洁能源，取之不尽用之不竭，目前其应用技术非常成熟，且成本不断降低。在这种背景下，将太阳能发电与电动车的巨大市场相联系，必定有非常广阔的应用前景，但目前国内此类相关产品极少。这里针对电动车使用中的一些不足设计了一个给电动车及时、方便充电的装置。
2 实现方案
此处太阳能充电装置的充电控制模块为一个基于UC2843电流型PWM控制芯片的大功率Boost变换器，充电实现方案如图1所示。太阳能电池板的输出，经DC／DC Boost变换后直接对电动车的蓄电池组进行充电，同时辅助对电动机负载供电。将太阳能电池板和充电控制模块固定在电动车的后座上，在行驶和停靠时，可不间断地给电动车充电。目前已商品化的电动车大多使用密封式铅酸蓄电池，针对48 V和36 V电动车，固定输出电压为56 V或42 V，恒压充电。
3 Boost变换器原理
Boost变换器原理上又称为并联型开关变换器，Boost电路拓扑结构如图2所示。由开关管VT、续流二极管VD、储能电感L以及滤波电容C组成。开关管的工作频率为几十到几百千赫兹，在Ton期间导通，Toff期间关断，工作周期T=Ton+Toff。当VT导通时，L储能，VD反偏截止，C向负载供能；当VT截止时，由于L上电流不能突变，L中的感应电势使VD导通向电容充电，同时向负载提供能量。通过控制开关频率和开通占空比，可得到不同的输出电压。
4 UC2843控制器简介
UC2843是一种高性能的单端输出式电流型PWM控制芯片，工作温度为-25～+85℃，最大工作频率可达500 kHz，其最大优点是外接元件极少，外电路装配非常简单。电流控制环由PWM锁存器、电流检测比较器、误差放大器、锯齿波振荡电路组成，有8管脚和14管脚两种封装。其内部结构图如图3所示。该芯片能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号，用外部元件RT和CT可设定振荡频率，并精确地控制占空比。可通过控制开关管的通断状态来调节输出电压的高低，达到稳压的目的。
UC2843设有欠压锁定电路，其开启电压为8．4 V，关闭阈值为7．6 V，UC2843的电源可以直接由输入电压Ui提供，0．8 V的启动关闭的差值电压可有效防止电路在阈值电压附近工作时出现振荡。在UC2843的输入端设有一个34 V齐纳管，保证其内部电路绝对在34 V以下工作，防止因高压带来的损坏。
UC2843的OUTPUT端口为图腾柱式输出，输出给开关管的平均电流为+200 mA，最大峰值电流可达&1 A，输出低电平电压为1．5 V，输出高电平电压为13．5 V，故适合驱动晶体管或MOSFET管。UC2843内设置有PWM锁存器，可保证输出端在每一振荡周期内仅出现一个单控制脉冲，防止噪声干扰和功率管的超功耗。
5 样机电路设计
图4为UC2843控制的Boost电路原理图，Ui既作为升压变换的输入，又给UC2843供电。R2和C6为RC振荡器，控制主电路的工作频率和最大输出占空比；R1，C1，R6为输出器，将输出电压反馈信号，即输出电压Uo按比例反馈到COMP端。调节R6可实现Uo连续可调。
6 性能指标及经济技术指标
此处充电器样机中太阳能电池板选用30 W的多晶硅单板。针对36 V电动车，充电装置的开路输出电压调节为42 V。经实测，在各种日照情况下，输出电压波动不超过1％。在太阳光照强烈的情况下，充电电流峰值约为400 mA，在阴雨天时，充电电流也约有30 mA。该装置性能指标如下：Ui为10～32 V；Uo为调节电位器，输出35～60 V连续可调的电压；最大输出电流为5 A；最大输入电流为16 A；最大输出功率为120 W；DC／DC模块转换效率为80％。
目前电动车使用非常普遍，一般蓄电池的设计寿命为8年，但电动车蓄电池的使用寿命仅有2～3年，其主要原因是充电不合理。蓄电池若长期充电不足或过放电，则会使内部硫酸铅结晶，极板硫化，造成蓄电池&饿死&现象。使用太阳能充电装置，只要是白天，就能随时随地为电动车充电，防止电池极板硫化，极大延长电池使用寿命。
此外，在一些小区高层住户和广大的农村地区，用太阳能为电动车充电会带来极大的方便，可以不间断增加行驶里程。在一些特殊情况下，还可以应急充电。电动车太阳能充电装置的经济技术指标如下：①安装简便，用螺丝固定在电动车后铁架上；②可以适用于36 V，48 V的电动车充电；③在电动车行驶过程中能够给蓄电池充电，同时也能够向电动机输出功率，共同驱动电机，增加了行驶里程：④由于其能连续不断地给蓄电池充电，可以防止和清除电池极板硫化，恢复电池容量，有效延长电池使用寿命。
电动车太阳能充电是一个应用前景广阔、市场潜力较大的项目。这里设计的充电装置中，基于UC2843的升压控制电路简单可靠，成本低，整个充电装置简易实用，实验效果良好。后续将进一步增加太阳能最大功率点跟踪、充电监视等更多功能，并改进太阳能板的外形，提升安装后整体美观性，使该装置更加完善。
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
近日，财政部、工信部、科技部、发改委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，其中的核心关键词为提标准、降补贴，同时，充电补贴逐渐转为支持充电基础设施建设和运营、新能源汽车使用和运营等环节。
发表于： 17:26:30
据外媒报道，博世近日决定未来不会自主生产电动车电池，并称电池生产投资过于冒险。
发表于： 17:36:30
贾跃亭倾尽家产打造的电动汽车FF91，在国内售价预计超过200万元。乐视危机之后，贾跃亭基本已经撤出乐视网的管理，乐视上市体系与非上市体系已经彻底分离，因此FF91将成为贾跃亭的背水一战。
发表于： 10:13:04
吉利集团近日宣布，已通过旗下海外企业主体收购德国车企戴姆勒股份公司9.69%具有表决权的股份。全球汽车厂商近期对电动车布局呈现加速之势，除了自身加大研发投入和生产，全球车企之间的合作日渐频繁。
发表于： 15:42:41
浙江省要建设全国首条超级高速公路的说法于近日得到了官方证实。记者了解到，将建设的超级高速公路是已经分段批复的杭甬复线高速公路——杭绍甬高速公路，该公路将具备智能、快速、绿色、安全的四大要素。
发表于： 16:47:27
上海汽车集团股份有限公司（以下简称“上汽集团”）和英飞凌科技股份公司（以下简称“英飞凌”）今日宣布成立合资企业，为中国充满活力的电动汽车市场制造功率模块。上汽集团持股51%，英飞凌持股49%。
发表于： 14:52:43
近日， 全球知名财经媒体英国金融时报（FT）对自动驾驶汽车领域的高精3D地图进行了深入报道。报道分析认为，高精3D地图是目前自动驾驶技术不可或缺的基石，同时也阐述了目前发展所面临的挑战。目前，全球科技巨头早已默默布局这一领域，同时众多创企也在对高精3D地图技术发力。
发表于： 14:02:43
迪拜在交通出行方面走在了世界前沿，不但拥有世界上最长的无人驾驶地铁，去年还试飞成功了飞行出租车。而近日，世界上第一个无人驾驶出租车也在迪拜投入使用。
发表于： 12:50:37
Pony.ai启动A轮融资时，由于CEO彭军中美两地飞，为了节约时间，奇迹资本CEO鲁迪只带他路演了近一周，在Pony.ai的北京办公室，每天见4~5家一线投资机构，“后面就关闭了，没跟任何人见”。第7天，Pony.ai收到第一个TS（投资条款协议）；第十天，不下15个TS入手。
发表于： 09:22:12
先进嵌入式系统解决方案的领导者赛普拉斯半导体公司（纳斯达克股票代码：CY）今日宣布推出支持协商供电（PD）功能的高集成度可编程汽车级USB-C控制器。
发表于： 17:15:37
与非门科技(北京)有限公司 All Rights Reserved.
京ICP证:070212号
北京市公安局备案编号： 京ICP备：号