串联结构光伏电池可利用更多太阳能

来源:发布时间:2012-02-18 09:16:59

   

                                                串联太阳能电池的多层结构
        在开发可再生能源的过程中,利用太阳能产生电能的光伏电池是许多研究人员的关注对象,其中最热门的则是寻找具有高光电转换率的材料或结构。如今,具有导电能力、能增加光吸收和转换的有机高分子在光伏电池中的应用让人们看到了巨大潜力。研究人员认为,有机高分子材料以其低成本、高产出的特性有望让光伏电池变得廉价和轻便。

光电转换效率由8.62%提高到10.6%

在过去数年间,人们为提高光电转化率进行了大量细致和艰苦的研究工作,其中包括开发新材料、改进光伏电池结构和研发新加工技术。

在众多的研究中,美国加州大学洛杉矶分校亨利·萨摩里工程和应用科学院和加州纳米系统研究所取得的成就引人注目。研究人员通过给光伏电池引入新的串联结构,极大地提高了高分子太阳能电池的性能。2011年7月,研究人员的光伏电池的光电转化率被证实为8.62%,创造了世界最好水平。

在将日本住友化工提供的新型红外吸收高分子材料用于光伏电池后,研究人员日前宣布,他们将串联光伏电池的光电转化率提高到了10.6%,该结果得到了美国能源部国家可再生能源实验室的认可,成为新的世界纪录。研究人员确信他们开发的串联结构具有广泛的应用价值。

在此次加州大学研究人员取得突破之前,串联结构光伏电池的性能始终低于单层光伏电池的性能,其主要原因是人们没有寻找到合适的高分子材料。加州大学洛杉矶分校工程研究人员向人们展示的是高效单层串联高分子光伏电池。大学材料科学和工程教授杨阳(音译)用双层公共汽车,形象地解释了新结构光伏电池。他表示,普通公共汽车内可容纳相当数量的乘客,如果再给其增加一层,那么在相同的空间则可搭载更多的乘客,而这正是串联高分子光伏电池实现高效率的原因。


串联结构可吸收更多光谱的太阳光

据悉,串联结构由不同吸收光谱带的两块电池所组成,其独特之处在于它具有专门设计来构成串联结构的低频带隙共轭高分子材料,频带隙决定着高分子吸收太阳光谱的波段。借助拥有不同光谱吸收带的双电池结构,串联光伏电池为收获太阳辐射中更宽的光谱提供了有效的途径。然而,简单地将两块电池组合起来并不会自然提高效率。研究人员表示,为有效地获取光能,用于串联光伏电池的光电转换材料之间必须相匹配。

在实际研究中,为实现更有效利用太阳辐射的目的,杨阳所领导的研究小组将具有光谱吸收互补性的多片感光层组合起来,构成了串联高分子光伏电池。他们的串联结构包括具有较高光谱带宽的前电池和具有较低光谱带宽的后电池,两电池用专门的夹层相连。

同单层光伏电池相比,串联光伏电池在利用太阳能方面更有效,尤其是它能最大程度地减少其他能量的损失。通过采用更多的太阳光吸收层(每层吸收不同频段的光谱),串联光伏电池能够维持电流并提高电压。研究人员表示,这些因素导致光伏电池的效率获得改善。

加州大学洛杉矶分校工程研究人员李刚(音译)说:“与研究单接点光伏电池结构相比,我们在研究串联光伏电池上花费的时间要少许多。短时间内能够在提高光伏电池效率方面取得如此的成绩,其向人们充分展示了串联光伏电池技术的巨大潜力。”

杨阳表示,同传统的光伏电池生产相比,新的串联光伏电池只需增加一项成本非常低的湿镀膜工艺便可进行制造。他认为,由于增加的工艺与现有的生产设备相兼容,因此在不久的将来,该技术能够得到商业化应用。

有专家认为,研究小组的工作为高分子化学家进行串联高分子光电电池新材料的设计提供了新的方向。与此同时,研究成果还代表着高分子光伏电池走向商业化的重要进展。杨阳他们希望在未来数年内能将光电转化率提高到15%。

研究小组的工作得到了美国国家科学基金会、空军科学研究办公室、海军研究室和能源部的支持,国家可再生能源实验室参与了研究。住友化工研究组负责人表示,太阳光的频谱非常宽,包括可见光以及不可见的红外线和紫外线。公司很高兴看到住友化工的低带宽高分子在研究人员创造新的光电转换效率世界纪录方面有所贡献。

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
官宣!8月新增光伏装机11.04GW来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-24 13:58:50

国家能源局于9月24日发布1—8月全国电力统计数据:前八个月全国新增发电装机容量2.2149亿千瓦,其中太阳能发电达9719万千瓦(即97.19GW)。据此推算,8月单月新增光伏装机1104万千瓦(11.04GW),同比增长50%,但较7月环比下降21.6%。数据反映出光伏建设仍保持较高增速,但受季节性因素及项目并网节奏影响,单月装机出现波动。分析机构索比咨询指出,当前工商业分布式项目存在抢装现象,部分集中式电站亦面临并网时限约束,综合考虑上述因素,维持对2024年全年光伏新增装机规模160—195GW的预测区间。

中企在阿塞拜疆投资建设的大型光伏项目正式并网来源:新华社 发布时间:2026-09-23 08:55:35

由寰泰能源投资建设的阿塞拜疆戈布斯坦100兆瓦光伏电站于9月16日在巴库正式并网。该项目位于加拉达格区,安装约20万块太阳能电池板,配套建设一座110千伏升压站,年发电量预计达2亿千瓦时,可节约天然气约4500万立方米、减少碳排放约9.7万吨。作为中阿能源合作的重要成果,项目恰逢两国自2025年建立全面战略伙伴关系后务实合作深化期。阿塞拜疆总统阿利耶夫在并网仪式上肯定可再生能源合作成效,强调该领域已成为双边合作亮点,并表示欢迎更多中国企业赴阿投资绿色能源项目。此举亦契合阿方加速能源转型、提升绿色电力出口能力的国家战略。

东方日升 RisenFlex Nova 首批 pHJT CIC 电池成功下线!来源:东方日升新能源 发布时间:2026-09-22 10:13:55

东方日升于2026年8月29日成功下线首批pHJT CIC空间太阳能电池,具备轻量化、高转化效率与优异抗辐照可靠性。RisenFlex Nova系列支持尺寸定制,适配特殊环境,开放客户验证。后续将持续优化良率、效率与可靠性,加速产品迭代升级。

隆基与Innoptus Solar Team共赴ESC欧洲太阳能挑战赛来源:隆基绿能 发布时间:2026-09-22 09:39:06

隆基携手比利时Innoptus Solar Team征战2026年欧洲太阳能挑战赛(ESC)——全球唯一24小时太阳能车耐力赛。该队刚斩获2026年美国太阳能挑战赛(ASC)冠军,创欧洲车队历史首冠。双方联合研发BC高效光伏方案,直面极限能量管理与可靠性考验,展现光伏技术在真实场景中的突破与进化。

中能创亮相 2026 世界光储博览会,斩获2026 年度优质光伏组件标杆企业来源:中能创光电科技 发布时间:2026-09-20 09:52:40

中能创荣膺“2026年度优质光伏组件标杆企业”,其轻刚®轻量化组件全球首个获TÜV莱茵Grade AAA认证;创新发布太空级太阳布技术,重量降10倍、卷绕超10000次,获《福布斯》盛赞并入选“2026年度30大创新品牌”。

中国太阳能电池板出口在2026年8月下降39%来源:IDN 发布时间:2026-09-20 09:39:39

2026年8月,中国太阳能电池和电池板出口量同比下降39%,至84万吨;出口额达22.5亿美元,同比下降23.1%;出口数量约为9.249亿块,同比减少37.8%。尽管环比微增(较7月的83万吨略有上升),但这是在政府取消出口退税优惠政策后连续第四个月出现同比下降。作为全球最大的太阳能电池及组件生产国,中国此次出口持续下滑反映出政策调整对行业外贸格局的显著影响——出口激励弱化正推动出口节奏放缓、贸易结构面临重塑。数据源自中国海关统计,经路透社报道确认。

Alpex Solar在印度投产2.2GW TOPCon 电池厂来源:光伏情报处 发布时间:2026-09-20 09:32:30

Alpex Solar在印度北方邦马图拉正式投产一座2.2GW G12R TOPCon太阳能电池工厂,标志着其后向一体化战略的关键落地。该厂旨在增强本土电池产能,提升对印度市场的供应保障能力,并支撑公司覆盖光伏电池、组件、太阳能水泵、铝边框及EPC工程的垂直一体化业务布局。公司已在北方邦和中央邦建成多个生产基地,具备TOPCon、双面、单晶PERC及半片等多种技术路线的组件量产能力。为支持扩张,Alpex Solar已获印度本土工业机构21.5亿卢比(约2590万美元)投资,并于去年12月通过发行年利率14.75%的不可转换债券再融资12.5亿卢比(约1380万美元)。此举亦呼应印度ALMM清单中持续增长的电池产能备案趋势——截至2026年8月,全国备案电池总产能达35468MW。

1GW太阳能电池大单落地来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-20 09:03:16

印度光伏企业Vikram Solar与Avaada Electro签署1GW太阳能电池供货协议,采购符合印度ALMM清单要求的n型G12R TOPCon半片电池,供货自2026年9月起,合同金额约125亿印度卢比(1.5亿美元)。该订单旨在满足印度DCR(本土制造含量)政策下组件生产的电池供应需求,增强Vikram Solar供应链稳定性。Avaada Electro将于2026年7月正式列入ALMM清单。目前,Vikram Solar正加速垂直一体化布局:其6GW电池工厂已投产,7月组件车间投运,2026年1月完成组件向G12R规格切换,4月全球组件累计出货超10GW;规划至2027财年末实现9GW电池产能,并持续推进硅锭、硅片扩产及9GW高效制造基地建设,预计2027财年第四季度投产。

水下太阳能电池实现南海10米深处稳定运行来源:中国科学报 发布时间:2026-09-15 10:05:58

本文报道了西南联合研究生院与云南大学张文华团队在水下太阳能电池领域的突破性进展:其研发的宽能带隙浸没式钙钛矿太阳能电池,可在南海10米水深下稳定运行,单次工作两小时即可输出324兆瓦时电能,满足锂离子电池充电需求;在模拟及实地测试中,电池经1160小时运行和300天氮气储存后,效率分别保持近乎不变和达初始值的96%,展现出优异的水下耐久性与长期稳定性。研究通过定制光学滤光系统模拟水下光谱,并成功将大面积电池模块集成于水下机器人,在涠洲岛海域完成真实环境验证。该成果为远海传感器、监测设备及通信系统提供了可行的绿色能源解决方案,并为后续探索不同水深极限及建立水下光伏标准化测试体系奠定基础。(199字)

波黑:土耳其公司Girişim Elektrik将为EPBiH建设两座太阳能电站来源:中东欧能源观察 发布时间:2026-09-14 15:05:43

土耳其EPC承包商Girişim Elektrik与波黑国有电力公司EPBiH签署价值5300万波黑可兑换马克(约2710万欧元)的合同,承建格拉查尼察1号和2号光伏电站。这是EPBiH首个公用事业规模太阳能项目,总装机容量50 MWp,选址于布戈伊诺市原格拉查尼察煤矿的外部排土场,体现废弃工业用地的生态再利用。项目涵盖工程设计、采购、施工、调试及合同期内运维。EPBiH强调此举是其能源转型战略的关键一步,旨在提升可再生能源占比、增强能源安全、降低化石燃料依赖,并提高电力系统韧性与可持续性。融资由欧洲复兴开发银行(EBRD)与UniCredit Bank d.d.联合提供,EPC招标于2023年11月启动,项目特许权早在2012年中期已获批。(199字)

美国商务部最终对来自印度、印度尼西亚和老挝的太阳能进口征收高额关税来源:路透社 发布时间:2026-09-14 08:52:30

美国商务部最终裁定,对来自印度、印度尼西亚和老挝的太阳能电池及组件征收高额反倾销与反补贴关税,认定这些国家生产商存在倾销行为并获得不公平政府补贴。具体税率方面,三国反倾销税率分别为123.04%、94.36%和65.43%;反补贴税率则分别为126.09%、73.2%–173.7%和82.03%–153.67%。该调查由美国太阳能制造与贸易联盟发起,成员包括First Solar、韩华Qcells等本土企业。联盟称此举旨在维护公平竞争环境。下一步,美国国际贸易委员会将于10月14日裁定进口是否对国内产业造成实质性损害;若认定成立,商务部预计11月发布最终征税命令。此案延续了自2012年针对中国太阳能产品启动的长期贸易争端,反映了美国为遏制产能转移、保护本土制造业所采取的持续性贸易措施。(199字)