德国发明纳米材料可以使太阳能转化为电能效率达到80%

来源:戴顿电力发布时间:2015-05-27 17:41:17
 
德国柏林的赫尔姆茨太阳能燃料研究所研究人员应用特殊纳米材料,日前发明了高效利用太阳能制氢新工艺。这种纳米材料可以使太阳能转化为电能的效率达到80%。
新工艺采用的是水电解原理。在中学课堂上我们就知道,将两根电极插入水中,在电磁场作用下,水可以分解成氢气和氧气。氢是一种可以存储的能源,氢燃料电池可以应用在汽车等众多领域。通常电解水需要耗费大量电能,在产生氢能的同时又在消耗能源。这种能源转化并不经济,于是赫尔姆茨太阳能燃料研究所研究人员想到了利用太阳能,但是太阳能的能源转换效率通常比较低,不能满足电解水需要,为此他们研究出一种纳米材料电极。这种电极可以大大提高太阳能转换为电能的效率,从而提
高电解水的制氢能力。
研发利用太阳能电解水的电极材料并不是件容易的事,因为电解水制氢过程最好是在酸性环境下进行,但这样的环境容易使太阳能电池生锈,而且采用传统电极需要昂贵的稀有金属铂或铂铱化合物。为此,研究人员想出一个解决办法,他们用黄铜制成用二氧化钛包覆的透明、轻质的薄膜材料。二氧化钛薄膜是多晶体,并含有铂纳米颗粒。这种新的金属复合材料可以在阳光照射下产生0.5伏特的光压,以及每平方厘米38毫安的光电能,并能作为制氢的催化剂,也可防止电极生锈。
该项目负责人尼德利克称,采用这项新技术可以使阳光中可见光的80%转化成光电能并用于制氢。目前该项目还有许多试验要做,要达到实际应用效果,复合电极之间的电磁场至少要达到1.8伏特。尼德利克表示,“我们的实验证明,未来完全可以利用太阳能来生产氢燃料。我们已与一家公司合作使光制氢项目工业化”。
能源技术的发展对当今社会的重要性不言而喻,而清洁高效且用之不竭的能源更能给社会各方面带来深远的影响。利用纳米材料技术,德国的科学家将水和太阳能转化成了清洁的氢能源,转化效率高达80%,且对材料本身没有太多损耗。虽然这项技术离工业化还有段路要走,然而,科学家的实验也告诉我们,材料技术的新应用让原本高成本的物质能量转化过程变得简单和容易。也许在除了能源技术之外的其他领域,创新的材料技术也能带给我们意外的惊喜。
责任编辑:xuxiaoman
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
比亚迪取得光伏组件及太阳能专利,提升了发电效率来源:金融界 发布时间:2026-10-10 10:18:26

比亚迪股份有限公司近日获得一项名为“一种光伏组件及太阳能”的实用新型专利(授权公告号CN224843691U),该专利于2025年7月提交申请。专利核心在于优化光伏组件的内部结构:通过将汇流条直接设置在层压件表面,并使其与层压件表面的焊丝实现电连接,从而提升电流汇集与传输效率。这一设计减少了传统布线对有效受光面积的占用,使电池片在层压件内可更紧凑、合理地布置,进而提高单位面积的光电转换效率。该技术属于光伏组件结构改进范畴,旨在增强太阳能发电系统的整体性能。

大面积钙钛矿太阳能电池光电转换效率创新高来源:科技日报 发布时间:2026-10-10 09:52:29

澳大利亚新南威尔士大学与UtmoLight公司合作,成功研制出面积达676平方厘米(30 cm × 30 cm)的大面积钙钛矿太阳能电池,实现23.5%的光电转换效率,刷新世界纪录。该成果证实钙钛矿技术在放大尺寸后仍能保持高效率,显著提升了其规模化制造与产业化应用前景。研究通过材料创新与工艺优化,取消了易引发不稳定的氧化镍层,简化制程并提升性能。团队下一步将试制2.8平方米的全尺寸商用组件,验证更大面积下的可行性。尽管钙钛矿在成本与光谱利用(如与硅基电池叠层)方面优势突出,但其在湿热环境下的稳定性、大面积均匀性控制及长期可靠性仍是产业化亟待突破的关键挑战。(199字)

7GW TOPCon电池工厂投产来源:光伏技术 发布时间:2026-09-30 08:48:22

印度安得拉邦奈杜佩塔新建的7GW N型TOPCon太阳能电池工厂近日正式投产,使企业总产能达10.6GW,跃居印度最大太阳能电池制造商。该厂聚焦G12R规格TOPCon电池,目前已进入试生产阶段,目标平均转换效率为25.8%。项目按期完工,总投资329.3亿印度卢比(约3.437亿美元),严格控制在预算范围内。工厂占地40公顷,是印度迄今规模最大的太阳能电池生产基地,采用数字化制造技术,设计产能为每小时约8.8万片电池片。

德国钢企签署大型光储PPA,锁定每年158GWh太阳能电力来源:TaiyangNews 发布时间:2026-09-24 09:02:17

德国钢铁企业Salzgitter Flachstahl与西班牙可再生能源公司Zelestra签署了一项长期购电协议(PPA),这是德国迄今规模最大的光伏加储能联合供电协议。协议涵盖两座新建光储混合电站,分别位于勃兰登堡州和图林根州,总装机容量为147MW光伏与79MW/237MWh电池储能,预计每年供应158GWh太阳能电力。所获绿电将用于支持Salzgitter AG主导的SALCOS低碳炼钢计划。Zelestra负责电站建设、持有与运营,Salzgitter则采购光伏电力并自主管理储能系统运行,后者仅利用富余光伏发电充电,以灵活匹配工业负荷需求。此举使Salzgitter首次成为电池储能运营商,同时强化其能源成本竞争力与脱碳进程。该交易也标志着Zelestra加速拓展欧洲市场,目前其在德项目储备已超2GW。

TCL中环与赛伍技术签署光转胶膜战略合作,赋能BC高效组件全生命周期价值升级来源:TCL中环 发布时间:2026-09-22 09:37:09

TCL中环与赛伍技术签署光转胶膜战略合作,聚焦BC组件技术协同,首发适配BC电池的Raybo®光转胶膜,提升发电增益与25年可靠性。双方共建全球光转材料研究中心,拓展钙钛矿、农业等跨领域应用,强化高效组件差异化竞争力。

We Recycle Solar将在得克萨斯州建设首个端到端太阳能材料回收设施来源:indexbox 发布时间:2026-09-15 10:40:08

We Recycle Solar公司计划于2027年第三季度在得克萨斯州达拉斯附近建成美国首个端到端太阳能光伏材料回收设施,旨在实现退役组件中银、铜、硅、铝和玻璃等关键材料的本土化全链条回收与再加工。该商业规模工厂将采用专有工艺,每分钟处理一块光伏板,回收率达96%,并直接产出可供应美国制造业的再生材料,避免依赖海外冶炼或加工。公司指出,目前美国约90%的退役光伏组件被填埋或出口至亚洲,导致大量关键矿物流失;新设施将提升供应链韧性,尤其应对白银等正面临全球结构性短缺的战略资源需求。此举亦被置于中美关键矿产竞争背景下,强调保障国内清洁能源与人工智能、国防、电网等多领域供应链安全。

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)

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目落地云南来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-09-09 09:24:56

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目在云南丽江落地,依托云南省重大科技专项“绿氢高效制备关键技术研究及应用”,由昆明理工大学、三峡集团云南公司与仁烁光能联合实施。项目突破两大核心技术瓶颈:一是研发出稳定性显著提升的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,光电转化效率达33%,双85老化1100小时后性能保持率超90%;二是开发出高性能钴基非贵金属电解水催化剂,实现大电流下高效稳定制氢。配套建成1000Nm³/h“光伏直连制氢”示范工程,年产绿氢320吨,并投运高原适用的集装箱式氢燃料电池热电联产系统,形成覆盖“发电—制氢—储运—用能”的全链条零碳微循环模式。(199字)

TCL光伏科技携手龙华薄膜:阳光+新材料,让高端薄膜自带绿色竞争力来源:TCL光伏科技 发布时间:2026-08-21 08:55:11

8月20日,TCL光伏科技与四川龙华光电薄膜股份有限公司(以下简称“龙华薄膜”)正式签署6MW分布式光伏项目合作协议。双方将以此次签约为契机,积极探索“光伏+新材料”绿色融合发展路径,为龙华薄膜高端功能膜材料制造注入强劲绿电动能,推动先进制造企业优化能源结构、重塑核心竞争力,龙华薄膜董事长刁锐鸣、TCL光伏科技EMC业务部总经理肖敏琼等出席签约仪式。作为国家重点专精特新“小巨人” 企业、国家绿色工

给钙钛矿“抛光上漆” 太阳能电池也可兼得“高效”与“长寿”来源:光明日报 发布时间:2026-08-17 09:38:20

北京大学周欢萍教授团队针对钙钛矿太阳能电池“高效率”与“长寿命”难以兼顾的难题,提出一种基于等离子体的表面工程新策略:先用氩气等离子体物理刻蚀去除缺陷富集的表层(“抛光”),再利用四氟化碳等离子体激活氟物种,原位生成4–7纳米厚、连续致密的氟化铅保护层(“上漆”)。该方法显著降低界面缺陷密度约一个数量级,优化能级排列,提升电荷提取效率。实验表明,小面积电池光电转换效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环应力下均表现出优异稳定性。该技术为高性能钙钛矿光伏产业化提供了新路径。

突破31%!钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池新纪录:双界面工程助力效率与稳定性双丰收来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-08-06 08:36:09

本文报道了我国科研团队在钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池领域取得的重大突破:通过创新性提出“双界面载流子传输工程”(DICTE)策略,同步优化底部(空穴侧)与顶部(电子侧)界面,成功将小面积器件效率提升至31.09%(认证30.57%),大面积器件达28.85%,并显著增强长期稳定性——未封装器件在氮气环境中储存3576小时后效率保持94%,70°C热老化960小时后仍超90%,最大功率点跟踪756小时后保持91%。研究针对CIGS表面粗糙导致钙钛矿成膜不均、界面能级失配及缺陷复合等核心瓶颈,分别采用双层NiOₓ空穴传输层实现保形覆盖与高效空穴提取,以及EDADI/p-F-PEAI双分子协同钝化改善电子传输与能带匹配,系统解决了效率与稳定性难以兼顾的难题,为叠层光伏实用化提供了新路径。(199字)