技术|美国大学将太阳能电池效率提高到44%

来源:网络发布时间:2019-04-12 13:56:38

导读: 他们发现,一个光子会产生一个黑暗的量子“阴影状态,随后,可以从中有效地捕捉到两个电子,以产生更多的能量,这要采用半导体并五苯(pentacene)。利用这种机制,可以把太阳能电池效率提高到44%。

传统太阳能电池的效率可大幅度提高,一项新的研究探讨了太阳能转换机制,项目领导是得克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)化学家朱晓阳(Xiaoyang Zhu)。朱晓阳和他的研究小组发现,有可能使每一个阳光光子产生的电子数量增加一倍,只需使用一种有机塑料半导体材料。

“塑料半导体太阳能电池的生产具有很大的优势,其中之一就是成本低,化学教授朱晓阳说。“结合潜力巨大的分子设计和合成,我们的发现打开了一扇大门,可以带来一种令人兴奋的新方法,进行太阳能转换,可产生高得多的效率。

朱晓阳和他的小组发表了他们的开创性发现,就在12月16日的《科学》上,题为《观察多激子状态在单线态裂变中确保超快多电子转移》(Observing the Multiexciton State in Singlet Fission Ensuing Ultrafast Multielectron Transfer)

今天使用的硅太阳能电池,最大理论效率大约为31%,因为照射到电池上的大部分太阳能量都太高,难以转化为可用的电力。这种能量在形式上是“热电子,会散发为热量。捕获热电子有可能提高效率,使太阳能到电力的转换效率达到66%。

朱晓阳和他的研究小组先前曾表明,可以捕获这些热电子,只需要使用半导体纳米晶体。他们在2010年的《科学》上发表了那项研究,但朱晓阳说,靠那项研究,要实际实施一项可行的技术,还面临很多挑战。

“一件事情是,朱晓阳说,“要达到66%的效率,只有使用高度集中的阳光,不能只用原始自然阳光,就是通常照射到太阳能电池板上的阳光。这就会产生一些问题,因为要考虑设计一种新材料或设备。

为了规避这个问题,朱晓阳和他的小组已经找到一种替代方法。他们发现,一个光子会产生一个黑暗的量子“阴影状态,随后,可以从中有效地捕捉到两个电子,以产生更多的能量,这要采用半导体并五苯(pentacene)。

朱晓阳说,利用这种机制,可以把太阳能电池效率提高到44%,不需要聚集太阳光束,这会促进更广泛地使用太阳能技术。

这一研究小组牵头的是陈炜伦(Wai-lun Chan),他是朱晓阳小组的博士后研究员,协助人员还有博士后研究员曼努埃尔 里格斯(Manuel Ligges),阿斯卡特 金劳柏克夫(Askat Jailaubekov),罗兰 凯克(Loren Kaake)和路易斯 马佳 阿维拉(Luis Miaja-Avila)帮助。这项研究的支持来自国家科学基金会和能源部。

责任编辑:yangran
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
南邮新成果实现溶液法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池最高转换效率来源:科学网 发布时间:2026-11-02 09:22:49

南京邮电大学辛颢团队在《自然·能源》发表突破性成果,提出一种基于溶液化学调控的新型策略,通过在前驱体溶液中构建铜、铟、镓多元金属互联分子网络,精准控制热分解与相变过程,有效抑制杂质生成和元素偏析。该方法采用乙酸铜等原料,利用乙酸根的双重键合能力实现组分预锚定,显著提升薄膜均匀性与相纯度。由此制备的铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池经认证达17.53%转换效率,创溶液法世界纪录;铜铟硒(CIS)器件达15.30%。值得注意的是,该成果未引入梯度带隙、碱金属掺杂等常规优化手段,仅靠前驱体分子结构创新即实现性能跃升。研究不仅推动轻质、柔性、低成本CIGS电池产业化,其溶液化学设计理念还可拓展至其他多元无机光电器件,为薄膜光伏技术降本增效提供新路径。(199字)

上智大学等开发出无铅钙钛矿太阳能电池新技术,同时提高耐久性与转换效率来源:日本经济新闻 发布时间:2026-10-27 10:52:11

上智大学等研究团队开发出一种新型无铅钙钛矿太阳能电池技术,以锡替代有毒的铅作为核心元素,旨在兼顾环境安全性与器件性能。针对锡易氧化导致结构退化、进而影响效率与稳定性的关键难题,团队设计了 Ruddlesden–Popper 型层状结构:由锡-碘无机导电层与有机分子层交替堆叠构成,并引入2-氨基苯并噻唑作为分子钝化添加剂。该结构既通过有机层阻隔水氧提升耐久性,又借助添加剂抑制锡氧化、降低界面电阻,使电池在100天后仍保持约85%的初始效率。尽管当前转换效率尚低于含铅同类器件,但该成果为安全、稳定、可实用化的钙钛矿光伏技术提供了新路径,后续工作将聚焦于效率提升与大面积制备。(199字)

松下控股将玻璃型钙钛矿太阳能电池量产提前一年,计划2029年4月投产来源:广角观察 发布时间:2026-10-21 14:16:04

松下控股宣布将玻璃型钙钛矿太阳能电池的全面量产时间提前一年,由原定的2030财年调整为2029年4月,并将在日本滋贺县长滨市的量产技术开发基地正式启动。此举旨在加速该新型光伏技术的商业化进程。在此之前,公司已于2026年9月启动先行量产,相关产品目前由大阪府守口市的研发基地生产,主要用于面向客户的试用与实证,以积累实际安装、运行及维护经验,为后续规模化量产夯实技术与应用基础。

11月2日正式发布 AD/CVD 征税令——美国裁定印度、印尼、老挝光伏产品构成实质损害来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-16 08:49:59

美国国际贸易委员会(USITC)于2026年作出最终裁定,认定从印度、印度尼西亚和老挝进口的太阳能电池及光伏组件对美国本土产业造成实质性损害。该裁决基于美国光伏制造贸易联盟(AASMT)2025年7月提交的请愿书,并继美国商务部(DOC)同年9月确认上述三国产品存在倾销与补贴行为后作出。据此,DOC将于2026年11月2日正式发布反倾销与反补贴(AD/CVD)征税令,税率依国别和企业而异,海关将同步开始征收现金保证金。此举标志着美国光伏贸易救济范围继柬埔寨、马来西亚、泰国、越南之后,进一步扩展至印、印尼、老挝三国。AASMT同时正推动针对埃塞俄比亚组装、含中国零部件光伏产品的调查,并联合其他联盟应对韩国等地可能存在的关税规避行为。(199字)

美国太阳能制造资本支出2027年将下降,逾70%已宣布项目停滞来源:indexbox 发布时间:2026-10-13 10:14:03

本文基于pv magazine对美国50多家太阳能制造企业的调研,分析了本土光伏制造资本支出的趋势与挑战。数据显示,2024年支出达峰值近40亿美元,主要由First Solar和Qcells的一次性大规模投入驱动;此后进入下行周期,2026年预计降至约30亿美元,2027年将进一步下降。超70%原计划于2027年落地的项目已停滞或缺乏资金。当前最大变数是特斯拉拟布局的硅锭至组件垂直整合项目,其启动时间、设备部署节奏及产能释放路径尚不明朗,却被视为补全2030年产能预测的关键缺失环节。报告强调,资本支出的阶段安排与融资落实,是研判美国太阳能制造业长期生产力的核心依据。(199字)

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。

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。

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)

包头市:布局钙钛矿、叠层等新一代太阳能电池技术来源:包头市人民政府 发布时间:2026-09-11 08:49:42

包头市于9月8日发布《“十五五”时期推动清洁能源产业高质量发展行动方案》,旨在加快构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系,助力老工业基地绿色转型。方案提出到2030年实现新能源并网装机2400万千瓦、储能装机750万千瓦的发展目标,并围绕供给提升、储能扩容、风光制氢、传统能源清洁利用及生物质开发五大方向部署重点任务。在装备升级方面,强调做优晶硅光伏配套(如铝边框、多晶硅芯),同时前瞻性布局钙钛矿、叠层等新一代太阳能电池技术产业,推动技术迭代与本地化配套。此外,方案还系统规划了电网强化、氢能管网、充换电设施、创新平台建设及产业生态优化等支撑举措,突出以新质生产力引领清洁能源全产业链高质量发展。(199字)

美国能源部投入1200万美元发展太空光伏技术来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-09-02 09:04:36

美国能源部于8月31日宣布启动一项总额最高1200万美元的空间光伏技术研发资助计划,旨在降低航天用太阳能电池及组件成本、提升美国本土制造能力,并推动原型在空间或近空间环境中完成第三方验证。该计划通过与中介机构TechWerx合作的“空间光伏研发合作伙伴中介协议(PIA)”实施,分两大方向:一是支持高校、国家实验室和企业研发下一代高性能、低成本、高耐用性太空级光伏电池;二是资助高容量制造工艺创新及经第三方验证的组件原型飞行测试。两类项目资助上限分别为150万和200万美元,执行期最长三年。此举呼应日益增长的天基能源需求,服务于国家安全与经济竞争力目标,并为实现持续、稳定的太空供电提供技术支撑。