研究太陽能電池的人在研究什麼?
剛剛看paper,發現肖克利在六十年代就算過了p-n junction的solar cell的轉化率最高也只有33.7%。那麼現在研究太陽能電池的同學們轉化率達到了多少呢?有什麼新的理論和材料嗎?
作為一個主攻納米材料順便造太陽能電池的磚狗來說兩句:
1. 單純提高電池效率這件事已經在20年前就發揮到極限了。肖克利paper的限制有幾點:(1)體系中的材料帶隙只有一種,(2)沒有考慮量子效應等其他物理效應。所以要突破肖克利的極限就要從這兩點著手。第一點在20年前就已解決,當時利用三五族半導體進行mbe材料生長,用近乎完美的晶體來製造太陽能電池,而且使用兩到三層不同帶隙的材料,世界紀錄是40%以上,關鍵詞"疊層電池"。這種電池成本奇高,只能用於太空衛星和空間站,理論上只要不停地累加不同帶隙的材料效率可以提高,有個計算的paper得到過十層材料極限效率為70%的結果。第二點現在正在著手解決,但是很難。比較新的進展(但也是五年以上歷史了)包括量子阱和量子點太陽能電池,傳統的材料中吸收一個光子產生一對電子-空穴,而在這些電池中一部分特定波長的光子可以產生多對電子-空穴,理論上可以提高電池效率。還有一類鐵電材料太陽能電池,由於體內有額外固定電場,理論上也可以提高電池效率。
2.現在做太陽能電池的都在研究什麼呢?我想大家都知道過去幾年光伏行業陷入低谷,該行業無法擺脫政策扶持的原因就是生產成本太高,所以現在大家都在拚命尋找低成本的太陽能電池體系,在出現新材料的早期甚至可以容忍其效率很低。這些低成本的電池可以歸於第三代太陽能電池家族中,故事也要從20年前說起:第一條線是當年柯達公司還沒有倒閉,一個華人研究員發現有機染料也能產生光電效應。然後歐洲的學者把氧化鈦納米顆粒染色,居然做出效率8%的化學太陽能電池,這就是染料敏化電池,世界紀錄13%,兩年前最後一次登上nature後就幾乎從學界滅絕了。第二條線是導電有機物榮獲諾貝爾獎,大家紛紛研究光電互轉,電轉光就是有機led或者顯示器,商業化挺成功的,誰知道光轉電(就是太陽能電池)竟是一個大坑。但是諾獎得主還是躊躇滿志地開了一家有機光伏公司,得到柯林頓政府的大力支持,結果一直拿不到訂單在08年金融危機中灰飛煙滅了。該電池世界紀錄剛破10%吧。第三條線就是做染料敏化電池的日本人發現一種鈣鈦礦結構的有機無機雜化材料可以代替染料,效率3%。歐洲人發現這種材料本身就是很好的光伏半導體材料,現在世界紀錄由韓國人保持在20%,上個月剛發的science。這三條線的電池都是在常溫量級的溫度下用化學溶液即可合成的,成本比硅電池低,問題就是效率不夠高壽命不夠長,但是由於進入門檻比較低(有化學實驗室就行),所以全世界研究組特別多,該領域的影響因子也水漲船高,nature明年就要出新子刊nature energy,鄙人目測影響因子會直逼science。而過去高精尖技術打造的疊層電池已經在學術界只留下美麗的傳說吧…
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10年前碩士時做的研究就是三五族GaAs可變帶隙太陽電池,畢業後從事大規模製造晶體硅電池10年,但是題主的問題詳細解答的話估計幾屏幕也不夠,人老手抖心懶,只能用隻言片語科普下。
科研和生產總是相距很遠,九幾年實驗室的晶體硅效率極限25%,現在產業化才在背鈍化上找出點苗頭。各種電池的極限效率,網上可查,40%多的那些的是用了300倍聚光,三五族電池原來用於空間電池的,這麼貴你不聚光都是浪費。最近還流行鈣鈦礦,研究了下資料,覺得量產還是遠。還有更牛逼的石墨烯太陽電池,該噱頭製造人到目前也不知道怎麼做出PN結。
太陽電池發電的極限,初級是工藝,中級是結構,高級是材料,材料學是大部分製造業的變革性起源。未來的最高效電池應該是量子點(阱)電池,題主的圖是單帶隙材料與效率的關係,這種圖以前用Matlab解超越方程得出數值解我也常干,實際上在計算中採用不同的省略假設條件和初始參數,可以算出不同的「極限」,有些人計算的理念也完全不一樣,所以關於「極限」效率能看到好幾個版本。總之帶隙結合吸收係數、光譜等等參數基本就決定了理論電池效率,單一材料的帶隙是固定的,如何針對不同波長最大化吸收就需要疊層電池,人工累積不同帶隙的材料,三五族在一定程度上可以,但是太貴了,今後據說可以在硅基底上人工製造量子阱,使得硅呈現不同帶隙,至少材料成本就低多了,這種電池目前我還沒見到,也許有了但我沒關注過,畢竟一進入生產領域,對於科研領域很多都不關注了。但是最高效並不代表最便宜,用MOCVD和分子束外延做出的電池想量產也難,都半個多世紀了還用硅不就是一便宜二是半導體么。研究太陽電池的人無法脫離部分是研究或挪用半導體和材料學知識的角色。
話說33.7%為什麼用「只」啊,已經足可以改變人生和人類了。我們縱觀人類全部主動性能源利用方式,最緩慢但是最環保的是什麼?農作物的綠色光合作用,長個一年兩季的稻子夠慢了吧,但是對自然界完全無害。最激進最破壞的方式呢?核裂變啊,人家半衰期幾百萬年的元素,你秒秒鐘就利用完了一腳踢走,然後就沒然後了,沒有更廢的廢料了。什麼方式比較折中呢,光伏嘍,對自然界有害程度極低(製造過程也會排點廢水廢氣啥的看處理水平),而且利用的能量還馬馬虎虎啦,再冠以「可再生」光環,身價又倍增了。請知足常樂,別過猶不及。
- 首先針對題主的「只」字做一個說明,目前(2015年7月13日)單結晶體硅太陽電池的最高效率可以達到25.0%,單晶硅太陽電池量產效率大約為20%,多晶硅太陽電池大約為19%。相對應的,植物光合作用的轉換效率大約為6%[1]。利用化石能源的熱機的效率大約為25%~35%,所以化石能源對太陽光的利用率不會超過2.4%。這麼一算是不是覺得33.7%是一個非常高的數值?
- 光伏行業現在在研究什麼?簡單來講就是高效低成本。靠近生產的研發,首先是把原來實驗室的高效工藝轉化為可以量產的工藝,比如PERC、HIT、IBC等;更前端的研發,則是尋找更高效率的電池結構和更低成本的電池材料,比如疊層電池、鈣鈦礦電池等。
基本上就是這樣子的。
參考資料:[1] https://zh.wikipedia.org/zh/%E5%85%89%E5%90%88%E4%BD%9C%E7%94%A8
NREL的那個圖表就比較清楚的展示了現在學術領域研究的太陽電池類型和效率發展,包括材料體系、技術路線及對應的研究機構,當然都是實驗室里做出來的最高效率,這是一張光榮榜。我覺得可以從兩個大方面概括一下。
第一個就是已經量產並成功商業化的電池,主要包括晶體硅(普通多晶和單晶)體系和薄膜體系(硅基、CIGS和CdTe),這些都對應有成熟的產品和生產廠商,撐起了光伏產業的絕大壁江山,特點是工藝過程穩定,技術路線成熟,電池效率和成本還算是在可接受範圍內。提高效率和降低成本始終是太陽電池產業不變的追求,所以雖然這些電池已被成功生產並應用,但時至今日,依然有很多人在繼續研究高產業化電池效率、低成本的方法,比如說普通的晶體硅電池,現在單晶硅實驗室最高效率使25.6%(Panasonic的HIT,以前是UNSW大名鼎鼎的PERL,25%的記錄保持了十幾年);多晶硅現在是20.8%(天合的PERC,以前是德國FhG-ISE的20.4%),所以坊間也流傳著以後將由PERC、HIT以及IBC三分晶硅電池天下的說法。只要還沒有達到33.7%的理論極限效率,總有一幫做晶體硅電池的人是不會歇著的。
產業化的薄膜電池這塊,總有種夾縫中求生存的感覺。光伏市場佔有率下滑,近幾年都是不到10%。硅基薄膜電池的光衰問題是短板和軟肋,要降低光衰提高效率就不得不採用更複雜的結構和薄膜沉積工藝,三結疊層的電池效率只有13.6%,難度可想而知。CIGS這幾年勢不可擋,實驗室效率和量產效率還都在提高。CdTe及其最大製造商First Solar一樣,都在逐漸失去昔日的榮光,畢竟沒有太多人希望他們使用的光伏電池裡面有鎘這種有毒重金屬,儘管薄膜電池中鎘的用量真的很少很少很少,但對有些人來說一點也不行,更何況有那麼多的替代品可以用。其實我也納悶,CIGS裡面不也有CdS的窗口層嗎。不過在銦還沒有明顯吃緊的情況下,CIGS還是會繼續發展。
第二個就是研究中的新型太陽電池。早些年的染料敏化、後來的有機聚合物、再後來的CZTS和量子點,直到最近兩年風光無限的鈣鈦礦,這些電池有一些類似的特點,效率比較低、穩定性還不是那麼好,都可以用非真空的簡單方法製造(可溶液加工的旋塗、噴塗、印刷、塗布等),對外宣傳時都用到了以下口號:低成本、製作簡單、剛性柔性襯底兼容、顏色可調整、形狀可剪裁等等,應用領域也要避開晶體硅電池在光伏電站和分散式系統中的鋒芒,選擇對效率、發電量和使用壽命沒那麼高要求的民用領域。比如國內某薄膜巨頭企業所說的「移動能源」的概念。總之,這些新型電池的研究很火熱,因為大家都知道這背後的意義,一旦太陽電池真的可以讓每個人方便使用,這將是多麼龐大的市場前景。儘管新型電池頻頻向前輩「發難」,但晶體硅電池依舊雄霸江湖。畢竟效率低、壽命短這個問題,短期內比較難解決。
除此之外還有聚光疊層電池,主要是基於三五族化合物,我大概的了解研發和生產過程複雜,涉及工藝要求較高的金屬有機物化學氣相沉積或分子束外延(MOCVD或MBE)等技術,做出來的材料質量高、吸收譜寬、效率高,但是成本也不是一般高。
我以前也順應時代發展,做過一些電池研究,總是實驗理論和實際工藝配合不上,知行不能合一。但我總覺得半導體材料的光伏發電是一個神奇的東西,有種相生相剋的意思。而且光伏發電作為新能源的一種,也將會是以後電力的重要來源。所以圖表裡的這些材料和技術會繼續相互競爭而發展,相互補充而共存。在效率提高成本降低的過程中還會有新材料、新技術、新結構的電池出現。
近期研究比較多的是鈣鈦礦太陽能電池。
所謂鈣鈦礦結構具體可參見下圖
以下是百度百科對鈣鈦礦太陽能電池所做的介紹,作為開山之作的那篇nature沒有找到,有興趣可以自己查一下
以下是百度百科對鈣鈦礦太陽能電池所做的介紹,作為開山之作的那篇nature沒有找到,有興趣可以自己查一下鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池,科學家們在最新研究中發現,一種鈣鈦礦結構的有機太陽能電池的轉化效率或可高達50%,為目前市場上太陽能電池轉化效率的2倍,能大幅降低太陽能電池的使用成本。相關研究發表在最新一期的《自然》雜誌上。
鈣鈦礦太陽能電池,科學家們在最新研究中發現,一種鈣鈦礦結構的有機太陽能電池的轉化效率或可高達50%,為目前市場上太陽能電池轉化效率的2倍,能大幅降低太陽能電池的使用成本。相關研究發表在最新一期的《自然》雜誌上。
儘管研究團隊還沒有演示以新材料為原料製造的高效太陽能電池,此項研究已成為此前諸多研究強有力的補充,證明了擁有獨特晶體結構的鈣鈦礦有望改變太陽能產業的面貌。當前市場上佔主流的太陽能電池以硅和碲化鎘為材料,達到目前的轉化效率歷時10多年;而鈣鈦礦只花了短短4年時間的研究,有鑒於此,即使業界保守人士也對鈣鈦礦非常看好。
該研究的領導者、賓夕法尼亞大學能源創新研究中心聯合主任安德魯˙阿姆表示,以新式鈣鈦礦為原料製造的太陽能電池能將大約一半的太陽光直接轉化為電力,為目前的2倍,因此,只需一半太陽能電池就可提供同樣的電力,這將大大減少安裝成本,從而讓總成本顯著降低。
另外,阿姆說,與傳統太陽能電池材料不同,新材料並不需要電場來產生電流,這將減少所需材料的數量,產生的電壓也更高,從而能增加能量產出;而且,新材料也能很好地對可見光做出反應,這對太陽能電池來說意義重大。
研究人員也證明,新材料稍作改變就能有效地將不同波長的太陽光轉化為電力,科學家們可藉此製造出擁有不同層的太陽能電池,每層吸收不同波長的太陽光,從而顯著提高能效。
不過,有專家則強調,儘管這些屬性非常有用,但阿姆團隊要想製造出可用的鈣鈦礦太陽能電池還有很長的路要走。首先,這種太陽能電池產生的電流很低。
事實上,鈣鈦礦太陽能在最近幾年裡發展非常快,下面這張圖給出了一些歷史,並不是很完整,大家感受一下就好
傳統的太陽能電池效率一直都上不去,究其原因,是因為太陽能電池的開路電壓太低,但是鈣鈦礦太陽能電池已經克服了這個缺點,這也是其受矚目的原因。
鈣鈦礦的缺點,因為一般用的是有機鈣鈦礦,所以穩定性不佳,遇到水容易分解,再一個合成出的有機鈣鈦礦不穩定雜相太多,之前有懷疑,這樣的材料能不能大範圍生長。但是陝西師範大學的一名老師合成出了一個大塊的鈣鈦礦材料,這項成果發表在Advanced Materials上。
除此之外,曾經被炒得出名的90後電子科大美女千人也是趕上了鈣鈦礦電池飛速發展的好時機
現在太陽能電池已經擁有了三代。
現在努力研究的也是第三代。第三代中又有很多分類。比如銅銦鎵硒、銅鋅錫硫、鈣鈦礦以及量子點敏化等。
學術就是炒概念
學術就是炒概念
學術就是炒概念
一般來說,學術方面現在銅銦鎵硒已經不吃香了。因為已經可以工業化了,而且工業化效率也比較高了。
所以一大波研究者開始噴:銅銦鎵硒中的銦元素地球儲量不豐,製備成本較高balabala的...所以在學術界就被斃了...
然後IBM就推出了銅鋅錫硫,這解決了元素地球儲量不豐的問題,但是效率較低。IBM說如果能達到13%的效率,從成本來說就可以和銅銦鎵硒(18%+)來競爭。但是這幾年也就是能在實驗室用肼做溶劑測到12.6%的效率,工業化暫時不行(肼極度危險)。國內來說有上海所的儲院士、長春應化所的潘老師以及華中科技的唐老師做的比較有名,他們的方法用來做工業化其實挺好,但是效率暫時還沒有IBM的高。效率不高,其成本就高了。
這兩年鈣鈦礦很火
很火
很火
雖然鈣鈦礦電池現在很火,效率很高,但是離應用還有很長的路要走。就是因為其空穴傳輸層和吸收層非常不穩定,溫度不能高,不能見水。你說我把它封裝好,裡面抽真空或者填充惰性氣體不就行了嗎?額...前幾天組裡師妹講了一篇文獻,是Yang Yang的,人家在N2氛圍下保存了幾個小時效率就衰減的不行了...總而言之,現在鈣鈦礦不是沖效率的問題,而是如何穩定的問題。
最後說說量子點,量子點最主要的特點是理論效率能夠達到44%,而銅銦鎵硒等效率理論上來說最大也就是33%。
然並卵
然並卵
然並卵
現在鈣鈦礦火了之後,就沒人做量子點敏化了。而且量子點敏化電池效率經過了這麼多年的發展,終於突破8%了。現在能夠在國際一流刊物如JACS或者ACS NANO上發表成果的也就華東理工的鐘老師了。發表在nature子刊上也就是有個人在nat com上發表了一篇CIS鈍化的工作。其他,再無其他...現在從發表文章的檔次來看,量子點敏化已經廢了...基本上就是中科院SCI的三區,好的可能也就二區(可能還會有materials letters這一類的)。
綜上所述:我也不知道現在該怎麼走了...
1.電池轉換效率的進一步提高。此處的轉換效率的提高不僅僅是指傳統的硅系電池,更多的是以量子點、染料敏化、量子點敏化等新型太陽能電池的效率提高;
2.電池成本的進一步降低;
3.電池柔性化以及便攜化的研究,包括類製備成柔性電池、太陽能織物等。
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論轉換效率,目前非層疊電池最高的大約30%;其餘普遍在20%左右。
瀉藥
首先要說的是,60年代的Shockley-Queisser limit是針對單PN結太陽能電池的,並不適用於多結電池以及其它的一些非PN結電池。正如前面幾位所說的,要突破這個極限其實很簡單,可以用多結,可以用聚光等等。比如航天器中所用的GaAs基的tandem solar cell 的效率其實可以超過40%。理論上放無窮多層結時,PCE能達到86%。
其中多結電池介紹如下
Multi-junction (MJ) solar cells are solar cells with multiple p–n junctions made of different semiconductor materials. Each material"s p-n junction will produce electric current in response to different wavelengths of light. The use of multiple semiconducting materials
allows the absorbance of a broader range of wavelengths, improving the
cell"s sunlight to electrical energy conversion efficiency.Traditional single-junction cells have a maximum theoretical efficiency
of 34%. Theoretically, an infinite number of junctions would have a
limiting efficiency of 86.8% under highly concentrated sunlight.
所以第一,太陽能電池本身的極限不只在於34%哦
其次說說大多數人搞太陽能電池研究的人在做什麼。
一句話概括,在找出更便宜同時性能也說得過去的材料以及器件結構。
太陽能電池發展到現在已經有了三代,從第一代的晶硅電池,到後來的各種薄膜電池再到染料敏化(DSSC),有機光伏(OPV)以及近年來如火如荼的雜化鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite solar cells)。單純從轉換效率來說,DSSC,OPV還有Perovskite這些是很難和GaAs以及Si單晶太陽能電池相比的,實驗室里的GaAs已經能做到將近30%的轉換效率,就連Si單晶也超過了24%,而DSSC和OPV還在10%左右徘徊,Perovskite也是今年才突破了20%,距離GaAs還很遙遠。這三代太陽能電池真正不斷進步的是成本的大幅度降低。
硅單晶是非常昂貴的,在用提拉法製備硅單晶的過程中所消耗的能量也是非常之多,有人計算過晶硅整個產品周期發的電比生產這塊硅消耗的多不了多少(雖然我沒仔細看這篇文章)。現在晶硅的發電成本大概是不到2塊每瓦的樣子,其中原料採購就佔去了超過一半的成本,如果硅的價格可以降下去,太陽能才有可能在市場中與火電水電核電相抗衡。GaAs單晶更是貴的喪心病狂,只有航天器這種基本不計成本的項目才用得起。
Si是一種間接禁帶半導體,其吸光係數是比較差的,需要幾十微米以上的Si才可以將太陽光完全吸收;而CdTe,CIGS等材料是直接帶隙的,吸光係數很強,幾百納米的吸光層就足以完全吸收太陽光了,相較而言,薄膜太陽能電池成本比起晶硅來說就降低了不少(雖然仍然貴),至少吸光活性層的用量少了很多,而且這些薄膜材料可以用氣相沉積等方法製備,製備過程的能耗和成本也都比提拉單晶的方法低,漢能主打的就是這種薄膜太陽能電池,其優勢就在成本比晶硅電池要低。但隨著多晶硅乃至晶硅成本的快速降低,這一優勢也面臨著很大的挑戰。
好多同行啊。
個人讀博赤裸裸的經驗,做太陽能電池最終要的是效率!效率!效率!
有了效率你說什麼都行!怎麼說都行!多貴都行!
在這行,效率就是顏!
當然如果性格好有懂禮貌最後,但那也是建立在顏好的基礎上的!沒顏都沒人看你!
當然還有一條路,找個白富美合作,她負責顏,你負責性格好懂禮貌,找到高富帥(好paper)你們平分或3p,怎麼都行。
自己對著查單詞吧
自己對著查單詞吧我傳個新的
謝邀,很多人談的都是如何發PAPER的事情,發PAPER是越新越好,反正怎麼吹怎麼來,一般是單項指標,比如高效率如鈣鈦礦,還有不少人其實在玩材料,IF倒是很高,但太陽電池只是打個擦邊球,尤其是搞納米的那一幫人。
我來談談新型太陽電池產業化的一些基本常識:
太陽電池最重要的三個指標: 成本、效率和穩定性,如果這三點有一點沒有達到,那麼,產業化沒戲的。一般而言,如果實驗室效率能做到10-12%,而且成本比較低,那麼可以考慮中試,一般來說做10*10cm2大小的,如果中試比較好。那麼上1m*1m的,如果可以保證產品良率,那麼勇敢的去商業化吧,成功率很高的,注意,只是很高,不是100%成功的,還有商業上的一些問題也可能導致公司死掉。First solar 目前這麼成功,可以看看用了多長時間,砸了多少銀子,如果感興趣的人可以讀讀下面的科普小文,就大致知道電池產業化是怎麼回事了。
玻璃上的光芒--第一太陽能發展史
First Solar——碲化鎘薄膜太陽能電池產業的王者
瀉藥。
只有33?我很不喜歡這個「只」…所以歐美中日等等搞太陽能光伏的都是腦子有問題咯?(懶得搜集資料解釋)
目前多晶硅電池轉換效率量產在18%左右,每年能漲那麼零點幾。
單晶效率高,成本也高。
多晶效率低,成本也低。
薄膜一直嚷嚷,不清楚在嚷嚷啥。
還有些不計成本的高效率電池,航天啦軍事啦,特殊用途嘛。
各有長短,各有各的市場。
至於其他材料,不了解。反正這麼大的市場需求,校企研究機構都拼了命地搞研發。確實有好東西,百度都有。
話說回來,一切不以量產為前提的談效率,都是耍流氓。
利益相關:美國光伏從業者,與First Solar及NREL等一線光伏科研機構或大學合作密切
上面很多知友討論的大多是各自一畝三分地的東西,我來說些宏觀的吧。
目前的兩大方向,至少在美國,Module Reliability and Grid integration!!!對應中文大概是光伏組件穩定性和與光伏相關的電網研究,還有一個熱門,battery and storage,這個方向也極其重要!!!一堆業內大牛的一致觀點。因為現在光伏電價在很多地方已經比傳統能源便宜了,在美國加州等地更是便宜的不止一點,目前亟待解決的短板就是儲能,廉價的儲能!!!
另外如果我說CdTe的研發經費在美國可以穩坐第一把交椅,大家信嗎?粗略估計,研發經費大概有上億美元/年,包括我所知道的大於十個million美元的美國能源部DOE和自然基金委NSF的funding以及First Solar等公司的研發經費。於是我們喜聞樂見的看到了近兩年的效率刷屏,22.1%的器件效率,18.6%的最好組件效率,以及&>16%的平均組件效率,已經和多晶硅板不分伯仲了。再來一個First Solar做大規模發電站的最新報價,PPA~4cents/kWh in 20 years,大概就是電網採購價格4美分一度電,白菜電價了。。。
還有,國內其實CdTe也有牛人做,器件效率做的也非常好,代表之一就是曾經的CdTe效率世界紀錄吳老先生在杭州創辦的公司,實地參觀過,做的真心不錯!還有中科院、科大做的也很好
國內鈣鈦礦的話,不是很了解,不過跟國內一些專家私下交流,得出的結論大致跟風在做很多,經費申請已趨於飽和,至於會不會重蹈OPV CZTS的覆轍,就不得而知了。。。
先講這些吧,大家感興趣我再繼續講。謝邀。
我不是做光伏電池的,做的多是下游的電池的廣泛應用(電站、BIPV、農業、柔性等項目開發和應用推廣等方面)。
自己的拙見:
光伏電池現在研究應該在:
1、研究多種的生產電池的材料。
除了主流的晶硅、薄膜類的非晶、砷化鎵、銅銦鎵硒、碲化鎘、等電池材料,還有更多的化合物電池,硫化鎘、鈣鈦礦等太陽能電池。
2、研究轉換效率。-最重要的,但是這方面我不太懂。
3、增加電池單位面積的容量。-這個可以使得電池很小塊就能發多的電。
4、柔性的電池多方面的應用。-曲面的屋頂、採光帶、衣服、帳篷、背包、汽車頂等的不斷試驗和成熟化。
5、降低成本。以上1、2、3都是為了降低電池的成本,包括材料成本、生產成本、佔地成本等通用的方面。
只有不斷的降低成本,提高轉化率,增加多方面的應用,光伏行業才是傳統能源行業的一項有效的補充。
期待看到光伏行業發電成本堪比傳統能源行業。
最高也只有33.7% 這個「只有」讓工業界淚流滿面啊
作為可再生能源主流技術之一,我們只在實驗室玩是絕對不行的,必須在工業化的道路上不停推進!
提升效率--降低成本--提升效率--降低成本
工業界的同仁奮鬥了這麼久終於將大規模單晶/多晶硅太陽能電池效率到了差不多20%(做成組件之後會降低一些)。
當前正在研究的新材料,或者新的工藝,只要能用於現有單多晶硅系電池之中,能提升效率,能降低成本,都好;更先進的就是能脫離硅基體系,但是必須具有有大規模生產的潛力,能低成本出貨,這兩點非常非常重要。
希望這張圖能解答題主的問題。
看看Perovskite 近幾年的異軍突起,再看看同時期DSC的後繼無力,不得不唏噓老爺子離諾獎越來越遠了。
看看Perovskite 近幾年的異軍突起,再看看同時期DSC的後繼無力,不得不唏噓老爺子離諾獎越來越遠了。2014年3月畢業,碩士搞染料敏化,當時鈣鈦礦敏化已經出來了,還好是我碩士後期才出來的,沒有被荼毒到去弄這個,染料敏化一條道走到黑了。
研究個啥呢?
1、效率啊!破10怎麼就那麼難?!
效率做高了幹嘛?
2、大面積!那麼小一丟丟能幹嘛?做大了才能讓導師出去忽悠別人來投資啊!
大面積做到了幹嘛?
3、柔性啊!還用FTO玻璃啊,市面上效率破10的玻璃基的都多如牛毛了,你還好意思?
好不容易柔性搞出來了幹嘛?
4、導師提問:你這個測試的時候是平放著測的還是彎曲著測的啊?你要是平放著測,柔性算個啥?
SQ limit 只討論了 single PN junction without any concentration. The limit can be surpassed by 1) multijunction cells; 2) with proper concentration; 2) with solar cells with different working mechanisms such as quantum dot, dye sensitized solar cell. The limit can also be supposed with intermediate energy conversion proseces like solar thermophotovoltaics.
有個做代數幾何的肖剛後來研究設計和製作曲面來提高太陽能利用率,據說能提高到百分之70多。
sanco上一篇紀念他的文章里看來的。
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