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光伏每周技術(shù)資訊匯總（第四期）

2012-07-20 09:57

　　該公司表示，新設(shè)計將節(jié)約2/3的安裝時間，并減少五金器件（如螺母和螺絲）的散落，以及散落器件卡在支架底下?lián)p傷房頂?shù)娘L(fēng)險。材料和人力上的節(jié)約可以讓每瓦電的成本降低10美分，這對已經(jīng)低過每瓦1美元的太陽能電力來說，這是一個可觀的數(shù)字。

　　天合光能改進(jìn)了太陽能板的金屬框架，Solon則徹底取消了它。整個太陽能板陣被封裝在一層玻璃后面，并粘合在有合適角度的塑料框架上。整個組件在工廠里組裝完成，減少了現(xiàn)場的工作量。安裝人員在現(xiàn)場只需在房頂架起組件，用塑料聯(lián)接器將他們連在一起，然后插入電線，就算大功告成。這個設(shè)備甚至不需要接地線。Solon表示，他們的設(shè)計減少了3/4的安裝時間以及一半的架設(shè)電路時間。當(dāng)時，這家公司表示，新設(shè)計對成本的具體影響由多種因素決定，比如人力。

　　兩種設(shè)計在取得安裝便利的同時，都做了一些犧牲。比如，為了達(dá)到更加經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)規(guī)模，廠商只能為太陽能板提供一種標(biāo)準(zhǔn)的對日角度。而在某些緯度的地區(qū)，這并不是太陽能轉(zhuǎn)化效率最高的對日角度。

　　國際前沿太陽能光伏電池近期研究進(jìn)展

　　澳大利亞悉尼大學(xué)聯(lián)合德國亥姆霍茲材料和能源中心研究人員利用光化學(xué)上變頻（photochemical upconversion）技術(shù)改善氫化非晶硅薄膜太陽電池的捕光效率。單閾值太陽電池具有根本上的局限性，因其只能利用超過一定能量的光子。收集低于閾值的光子，重新輻射以形成較短的波長，可以提高這些設(shè)備的效率。研究人員利用基于有機(jī)分子的敏化三重態(tài)-三重態(tài)湮沒的背部上變頻器，采用非相干光化學(xué)工藝將600-750 nm范圍的低能量光轉(zhuǎn)換為550-600 nm的光。在輻照相當(dāng)于（48±3）倍太陽光（AM 1.5）條件下，測量的720 nm處峰值效率增幅為（1.0±0.2）%。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Energy & Environmental Science》上。

　　普林斯頓大學(xué)研究人員模仿天然葉片，在聚合物光伏材料表面形成細(xì)紋和褶皺，擴(kuò)大了光伏器件的捕光效率，在近紅外線區(qū)域聚合物光伏的外量子效率提升了600%以上，將可利用光譜波長范圍擴(kuò)大了200 nm。研究人員仔細(xì)加工了一層液體感光膠粘劑，采用紫外線進(jìn)行固化。通過控制不同部分膠粘劑的固化速度，將應(yīng)力引入聚合物材料中，在表面生成波紋，較淺的為細(xì)紋，較深的是褶皺。表面兼有細(xì)紋和褶皺，會產(chǎn)生最好的效果。電池板表面的褶皺會引導(dǎo)光波穿過材料，方式上很像河槽疏導(dǎo)水流穿過農(nóng)田，如此使光線進(jìn)入光伏材料內(nèi)部能停留較長的時間，從而更多地吸光和發(fā)電。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature Photonics》上。

　　美國、韓國和德國研究人員合作研究了目前性能最佳的有機(jī)光伏材料之一——聚咔唑共軛聚合物分子PCDTBT的結(jié)構(gòu)特征，利用布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室國家同步輻射光源（NSLS）的高分辨率X射線散射技術(shù)把PCDTBT薄膜暴露于高強(qiáng)度X射線束下，揭示了高溫下形成的晶狀相（crystalline-like phase），表明這種結(jié)構(gòu)包含共軛主鏈對（conjugated backbone pairs）層，這種模式顯著不同于單主鏈結(jié)構(gòu)。經(jīng)過分析這些散射模式，研究人員發(fā)現(xiàn)了波動性，沿著這些聚合物主鏈，也發(fā)現(xiàn)了鄰近主鏈中的波動如何相互轉(zhuǎn)移。研究人員進(jìn)行分子模型模擬，能夠預(yù)測哪種聚合物主鏈配置最穩(wěn)定。在共軛聚合物中，主鏈提供導(dǎo)電路徑，而烷基側(cè)鏈類似簡單的油，提供加工所需的溶解度。雖然很必要，但是這些側(cè)鏈會干擾聚合物的電氣性能。而PCDTBT的主要成分是主鏈，只有很少的烷基材料。類似油和水，這種聚合物共軛主鏈對會發(fā)生相分離，離開它們的烷基側(cè)鏈，產(chǎn)生雙層結(jié)構(gòu)，正是這種結(jié)構(gòu)特征帶來了材料的優(yōu)良電氣性能，這種認(rèn)識可以指導(dǎo)設(shè)計新的有機(jī)太陽能材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature Communications》上。