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中科院青促会特邀述评人杨旭东,韩礼元(上海交通大学)
评述论文:Stabilizing heterostructures of soft perovskite semiconductors(Science, 16 August 2019,Vol 365, Issue 6454)
(来源:微信公众号“ScienceAAAS”ID:Science-AAAS)
工业的进步与人类文明的发展伴随着石油、煤炭等化石燃料的大量消耗,随着时间的推移带来了严重的资源问题与环境问题。可再生能源成为人类文明可持续发展的“救世主”,其中,取之不尽用之不竭的太阳能无疑是一种极具发展潜力的可再生能源。最常见的太阳能利用方式之一是太阳能电池,它是利用光生伏特效应把太阳能转化为电能的光伏技术,然而目前高效率太阳能电池造价高、工艺难,无法成为主流的发电方式。相比于传统的太阳能电池,新型的钙钛矿太阳能电池具有可溶液制备、生产成本低、效率高等特点,引起世界范围的广泛关注。由钙钛矿光吸收层、电荷传输层等半导体材料组成的异质结结构是钙钛矿太阳能电池实现载流子分离和提取的关键,是光电转换的核心结构。
然而,由于钙钛矿结构不稳固,在工作条件下极易受光照、电场、温度、水氧等作用的影响产生大量结构缺陷,导致钙钛矿电池中异质结结构的破坏,使电池性能显著降低。因此,进一步稳固钙钛矿太阳能电池中“柔弱”的异质结结构是提高稳定性的关键。针对此问题,上海交通大学杨旭东、韩礼元研究团队通过在一层表面富铅的钙钛矿半导体薄膜表面沉积氯化氧化石墨烯薄膜,依靠氯-铅键、氧-铅键的强相互作用键合,构建新的异质结结构。利用光学、电学等技术进行表征,研究团队发现该异质结结构稳定,可有效抑制钙钛矿半导体薄膜的分解,减少了结构缺陷的产生,防止分解后离子迁移对电荷传输层功能性的破坏。具有该异质结结构的钙钛矿太阳能电池,在一个标准太阳光光强和60℃条件下连续工作1000小时后,仍然保有初始效率的90%,且电池的稳态输出效率通过了国际认证机构-日本产业技术综合研究所(AIST)光伏技术研究中心的认证。
图1. A,富铅钙钛矿薄膜制备过程;图B,氯化氧化石墨烯覆盖于钙钛矿薄膜表面;图C,D,E,异质结结构中氯-铅键,氧-铅键形成;图F,G,H,稳定性表征:不同异质结结构,电荷传输层表面电势分布
该研究团队的工作提供了一种通过构建稳固的异质结来提高钙钛矿太阳电池稳定性的方法,对于钙钛矿太阳能电池商业化的实现具有重要的价值和意义。这也是该研究团队,继2015年在Science期刊上发表高效率钙钛矿光伏研究成果,2017年在Nature期刊上发表大面积钙钛矿太阳能电池组件研究成果之后的又一个重要进展[1,2]。在钙钛矿太阳能电池所引发的全球范围研究浪潮中,我国科研人员在这一领域发挥着举足轻重的作用。最新统计数据显示,我国研究单位在该领域的研究成果数量占全球总量的40%,已然成为钙钛矿光伏领域的中流砥柱。有理由相信,在相关领域科研工作者的共同努力下,中国作为世界上最大的太阳能电池生产国,极有可能成为首个实现钙钛矿太阳能电池产业化的国家。
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1月21日晚,协鑫科技发布颗粒硅业务最新进展相关公告,公告表示,“得益于本公司颗粒硅技术工艺不断完善,设备优化基本完成,生产过程中物料平衡、能源消耗持续优化,生产成本进一步降低。截至本公告日期,本公司已彻底退出了西门子法多晶硅的相关直接和间接投资,全力专注颗粒硅的产业发展。”综合来
今年以来,贵金属及有色金属价格持续呈上涨趋势。其中,白银迄今涨幅约达20%,且年内最大涨幅甚至一度超过同期黄金,达24.4%;铜方面,从今年3月初至4月中旬,价格累计涨幅也约达15%。两项金属如此高幅度的上涨,除了受金融属性和避险属性共振驱动外,工业属性也是不可忽略的关键因素之一。特别是光伏
隆基股份于10月15日在投资者互动平台表示,根据《中国光伏产业发展路线图2020年版》披露,随着金刚线直径降低以及硅片厚度下降,等径方棒每公斤出片量将增加,2020年,行业P型166mm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为62片,行业采用166、182尺寸(72片)PERC单晶电池的组件功率已分别达到450W、540W。随着硅料价格的快速上涨,硅料成本占硅片成本的比例会相应提升。
2021年风电光伏成本经济性分析
在国际海运成本居高不下备受关注的同时,近日,又有光伏制造企业向记者透露,随着可再生能源发展提速,国内物流环节也亟待升级优化。“中国光伏企业非常愿意尝试智能制造设备,但在厂内数字化达到世界先进水平的同时,厂外物流服务却依然与十年前相差无几。”
据记者统计,截至目前,已有17省份下发配储要求、12省份将“光伏+储能”写入“十四五”规划。有专家提出,现在风光储模式促进了储能产业规模的快速增长,但是现阶段,绝大多数的新建风光发电侧项目属于强配储能,缺乏合理的商业模式和价格传导机制,或引发无序竞争。
丹麦奥胡斯大学(AarhusUniversity)的科学家们和德国航空航天中心(DLR)的研究人员在本周发表的两项独立研究论文中,得出了类似的结论,即太阳能光伏作为世界能源结构脱碳主力的潜能,仍然被远远低估。
近日,伍德麦肯兹(WoodMackenzie)发布观点文章,分析预测了2021年全球能源市场十大发展趋势。预计2021年全球石油需求将大幅增长,但油气上游行业仍将持续低迷;更多企业将转向低碳发展,设定减排目标;美国致密油行业可能出现轰动性的企业合并;太阳能电力购买协议价格将再创新低,跌破13美元/兆瓦时
列支敦士登,一个位于欧洲中部的内陆袖珍国家,虽然占地面积较小,却因完全用建筑光伏获得人均光伏装机世界第一。在德国,光伏屋顶随处可见,光伏发电不需要等待储能设施建设完备,现有电网就已经有足够的容纳能力。在意大利,政府推出能效减税政策工程,即节能与光伏结合就可以获得政府减税……清华大
2020年12月,习近平主席在气候雄心峰会上宣布,到2030年,中国风电、太阳能发电总装机容量将达到1200吉瓦以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。对于中国的2060年碳中和愿景来说,这一组2030年目标是其路线图上的关键环节。它们是否足够雄心勃勃?(来源:微信公众号“中外对话订阅号”ID
2021开年已经近一个月,从去年9月份开始上涨的海运费用也攀至高峰。据光伏們调研了解,运费上涨至少给光伏组件带来了超过0.1元/瓦成本的增加。(来源:微信公众号“光伏們”ID:pv_men作者:Jill)据印度开发商称,光伏电池、组件的运费上涨了500%-800%。海运费的高昂成本拉高了光伏电站整体成本,加重
3月18日,杭州柯林发布公告称,本次向特定对象发行股票拟募集资金总额不超过146,000.00万元(含本数),并以中国证监会关于本次发行的注册批复文件为准。本次发行的募集资金在扣除发行费用后,将用于以下项目:1GW高效钙钛矿太阳能电池组件项目概况根据公告,2024年11月,杭州柯林控股子公司杭州柯能10
2月27日,赣州市工业和信息化局发布关于向社会公开征求《赣州市未来产业发展实施意见(征求意见稿)》意见的公告,公告显示,以赣州经开区、南康区、赣县区、定南县为重点,抢抓能源革命机遇,重点布局太阳能、氢能等领域。太阳能加强钙钛矿太阳能电池、光伏建筑一体化等新型太阳能技术、材料和装备研
日前,有投资者向京山轻机提问,钙钛矿不仅可用于太阳能电池,也可用于LED和显示技术、量子技术等等。贵司的设备生产的钙钛矿是否可用于除太阳能电池以外的其它领域?或者是否具有提供相应设备的能力?2月21日,京山轻机表示,当前公司的发展战略聚焦于光伏装备和包装装备这两大核心业务。公司能提供钙
日本将根据内阁批准的第7个战略能源计划,到2040财年在电力结构中实现40%至50%的可再生能源份额,这将比2023年达到的22.9%有所增加,使可再生能源成为其能源系统的中心。根据日本经济产业省(METI)的计划,太阳能是可再生能源中的重点技术。考虑到日本缺乏合适的太阳能地点,政府的目标是在下一代太阳
2月5日,衢州市委召开“工业强市、产业兴市”打造高质量发展建设共同富裕示范区市域样板推进会。会上共有76个项目签约,计划总投资594.5亿元。其中,年产5GW钙钛矿太阳能电池产业基地项目签约常山县。据悉,该项目计划总投资40亿元,用地面积500亩。一期计划投资15亿元,租用100亩厂房,建设年产1GW钙
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从鄂尔多斯高新区发布官微获悉,1月24日,高新区管委会、东胜区人民政府与怀宁益盛鑫磊半导体科技有限公司成功签约年产1GW钙钛矿薄膜太阳能电池项目战略合作协议。据了解,该项目将建设200MW、400MW生产线和配套的工艺研发实验室,主要生产钙钛矿薄膜太阳能电池组件,投产后可年产1GW钙钛矿薄膜太阳能
日前,临沂市兰山区人民政府办公室关于印发《兰山区推进钙钛矿太阳能电池产业发展实施方案》的通知,通知指出,到2030年,钙钛矿太阳能电池大面积制备、稳定性、转化率、良品率等关键共性技术难题实现持续突破,具备GW级大规模量产能力。钙钛矿太阳能电池产业布局持续优化,构建形成“材料—设备—电池
11月28日,以“聚焦零碳场景、共创绿氢未来”为主题的鄂尔多斯新能源研究院成果发布会在鄂尔多斯临港经济区举行。现场发布了氨氢动力矿卡130T及井下矿车、国际首款60cm幅宽离子溶剂膜产品、钙钛矿太阳能电池及钙钛矿/晶硅叠层电池、房-车-网融合与零碳微网系统4项技术成果。鄂尔多斯新能源研究院与3家
近日,由中国国际科技促进会钙钛矿产业分会主办、通威股份等联合主办的“中国钙钛矿与叠层太阳能电池(大西南)产业化论坛”在四川成都召开。本次会议为首次面向西南地区的钙钛矿论坛,钙钛矿全产业链企业及西南地区著名高校钙钛矿研究团队均出席参会,是一场面向全国的全方位领先交流盛会。通威股份光
11月20日,2024第九届国际(三亚)铝产业链绿色发展高峰论坛开幕式在海南省三亚举行。开幕式上还举行了滨州市铝产业重大投资合作项目签约仪式,20个项目签约,总签约金额157.4亿元。其中,中尽国际控股集团有限公司3GW钙钛矿太阳能电池生产线项目签约邹平市。此前,桓台县商务局组织召开鑫兰德100MW钙
近日,隆基绿能与江苏科技大学、澳大利亚科廷大学三方合作,在国际上首次制造出高柔韧性、高功率重量比的晶硅异质结太阳能电池,相关研究成果以“Flexiblesiliconsolarcellswithhighpower-to-weightratios”为题发表在国际期刊《Nature》(自然)上。晶硅太阳能电池是目前最为成熟、应用最广的光伏发电
北极星太阳能光伏网获悉,近期,经权威认证机构德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测试,迈为股份采用低铟含量的TCO工艺结合银包铜栅线,在全尺寸(M6,274.5cm2)单晶硅异质结电池上获得了25.62%的光电转换效率。25.62%的认证效率是此类电池目前的最高纪录,该技术不仅确保了极高的可量产电池效率,而且实
2月24日,经美国国家可再生能源实验室(NREL)测试证实,中国建材凯盛科技集团旗下蚌埠玻璃工业设计研究院所属德国Avancis公司生产的30x30平方厘米铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池组件的光电转换效率达到19.64%,再次打破了铜铟镓硒太阳能电池组件光电转换效率的世界纪录,标志着凯盛科技不断突破CIGS薄膜
企查查APP显示,比亚迪(002594)于2021年1月1日,公开一种“光波转换材料及其制备方法和太阳能电池”相关专利,公开号为:CN109988370B,申请时间为2017年12月29日。专利摘要显示:本发明涉及太阳能电池领域,具体涉及光波转换材料及其制备方法和太阳能电池。本发明提供的光波转换材料,能够使得太阳
钙钛矿是一种具有与矿物钙钛氧化物(最早发现的钙钛矿晶体)相同的晶体结构的材料。通常,钙钛矿化合物具有化学式ABX3,其中“A”和“B”代表阳离子,X是与两者键合的阴离子,大量不同的元素可以结合在一起形成钙钛矿结构。利用这种成分的灵活性,科学家可以设计钙钛矿晶体,使其具有多种物理,光学和
最近,英国班戈大学计算机科学与电子工程学院的TudurWynDavid等研究员提出了一种从有机光伏(OPV)太阳能电池数据中提取信息的机器学习方法。在1850个器件特性、性能和稳定性数据条目组成的数据库的基础上,采用顺序最小优化回归(SMOreg)模型,用以推测太阳能电池稳定性和功率转换效率(PCE)的最大影响因
日本冲绳科学技术研究所已开发出兼具高转换效率和稳定性的过氧化物太阳能电池模块。研究人员表示,该模块实现了16.6%的转换效率,即使在经过2000小时的照射后,仍能保持约86%的初始性能。与目前主流的硅基太阳能电池相比,由于其转换效率高、制造成本低,因此超氧化物太阳能电池有望成为下一代太阳能电
近日,香港城市大学新研发的全无机钙钛矿电池的光电转换效率达到16.1%,而获中国计量科学研究院认证的效率亦高达15.6%。香港城市大学学务副校长兼化学及材料科学讲座教授任广禹指出,这次研究成果的突破在于找到了简单方法,用于制造光电转换效率与稳定性兼具的全无机钙钛矿电池。据悉,香港城市大学的
太阳能是绿色环保可持续清洁能源,太阳能光伏发电已成为新兴产业。利用晶硅等无机半导体的传统光伏发电造价昂贵,科学家便把目光转向有机材料太阳能电池领域。如何实现更高的光电转化效率,设计制备新的有机光电材料,需要弄清楚发电的微观过程。近日,南京大学物理学院团队的一项最新成果,揭示了高效
为什么HJT转化效率高?异质结电池结构中,P型非晶硅薄膜拥有更宽的禁带宽度,导致了更高的开路电压。VOC与内建电场的电势差VD正相关。内建电场越强,光生载流子能更有效地分离,载流子复合越小。VD是VOC的上限,VD越高,VOC才有高的可能性。由于内建电场的存在,电子在空间电荷区有附加的电势能,使能
晶硅电池转换效率的理论上限?1954年贝尔实验室的CHAPIN等三人发表了第一篇关于硅太阳电池的文章,在这篇文章中就已指出有反射、复合、电阻三方面的因素使电池的效率低于某个上限。早在1961年,WilliamShockley等人根据细致平衡原理在只考虑辐射复合作为电子-空穴对唯一的复合机制的理想情况下,通过
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