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找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。
找到9项技术成果数据。
找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。
找到9项技术成果数据。
找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。
找到9项技术成果数据。
找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。
找到9项技术成果数据。
找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。
找到9项技术成果数据。
找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。
找到9项技术成果数据。
找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。
找到9项技术成果数据。
找技术 >含有氯取代噻吩并[3, 4-b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物及其制备方法和聚合物光伏器件,该含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有如下结构式:其中,Ar为R1为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R2为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,R3为碳原子为4~20的直链或支链的烷基,0<x≤1,0≤y<1,n为大于或等于4的自然数。上述含有氯取代噻吩并[3,4‑b]噻吩类单元的共聚物具有较高的能量转换效率。
第三代高效太阳能电池的研发
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
一、项目简介 能源日益紧缺、污染日益严重、气候剧变,人类面临空前的能源危机和环境危机,人们认识到能源供应也必须走可持续发展的道路。在可再生能源中,光伏发电具有独特优势和机遇。它是利用量子力学原理,直接将太阳光能转化为电能, 具有高效、无污染、取之不尽、应用灵活、性能可靠等优势。虽然光伏发电已有很大进展,但作为主要能源还有较远距离,其主要原因是太阳能电池的价格仍然较高、光电转换效率还不够高。所以降低成本,提高光电转换效率依然是发展光伏发电的永恒课题。 太阳能电池已经历三代的发展。然而,第一代晶硅太阳能电池耗材太多,进一步降低成本的空间已很少;目前第二代薄膜太阳能电池因电池效率较低、稳定性差等问题,严重限制了其推广。新概念第三代高效太阳能电池是继晶硅和薄膜太阳能电池之后发展的新型太阳能电池,采用不同于常规太阳能电池的材料和工作原理,达到高效、低成本、高可靠的目的,已引起科研界极大兴趣,并已成为研发热点。 二、前期研究基础 团队成员在新概念第三代光伏材料、光伏器件以及太阳能电池的数值模拟等方面进行了长期的研究。已开展了硅量子点镶嵌在非晶碳化硅中、纳米晶硅、石墨烯纳米墙、钙钛矿、全碳等光伏材料和光伏器件的研究;并采用 AMPS、Afors-Het 等数值模拟软件对第三代高效太阳能电池的结构进行优化。
以4-烷氧基噻吩作为共轭侧链的给体-受体聚合物和具有其的组合物
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及有机半导体材料领域。本发明涉及一种以4?烷氧基噻吩(AOT)环作为共轭侧链的给体?受体的共轭聚合物、包括该共轭聚合物的组合物和含有该共轭聚合物的光伏器件。
硅基微纳结构调控太阳光谱提升光伏器件效率的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台,在硅基纳米结构材料与性能调控,硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来,在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究,承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构,利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围,发展了包括硅基微纳结构制备技术和钝化技术等,通过控制入射的太阳光谱来提高光吸收和光电转换效率。 创新点在利用与产业化相兼容的工艺技术制备出尺寸范围在3-10nm范围内的硅基纳米结构;设计和构建了基于硅基纳米结构的新型光伏结构,减少光学损失,提高光吸收效率;发展了表面钝化工艺减小载流子的表面复合损失;开发出渐变带隙硅基材料电池器件,结合产业线上的晶硅电池器件,研究引入纳米硅基结构提高电池相应光谱响应。
低温生长柔性聚酰亚胺衬底铜铟镓硒薄膜材料及光伏器件研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目主要研究了以柔性PI为衬底的CIGS薄膜太阳电池中,Na掺杂对开路电压的影响,确定出其主要复合机制与影响开路电压的微观机制;同时结和器件仿真软件wxAMPS对器件界面复合特性的模拟,确定了Na掺杂对CIGS生长反应机制的影响,从而提升器件效率到10.6%;还研究了不同衬底温度下Cu沉积速率及Ga梯度调控对CIGS薄膜生长机制的影响。确定出衬底温度变化与Cu沉积速率的关系及成分梯度变化对开路电压和填充因子的影响;通过研究PI衬底上Mo背电极与前栅极引起的损失,确定出电极优化方案,有效降低了电极引起的光电损失。将电池效率进一步提升到10.9%,为国内同期该类电池的最高效率。本项目的研究结果不仅加深了我们对低温生长CIGS 薄膜微观机制的理解,同时也为我国进一步实现柔性PI衬底CIGS 薄膜电池的组件制备及进一步实际应用打下基础。 发表论文10篇, SCI收录9篇 EI 收录1篇。
多结GaAs 叠层激光光伏电池
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
多结GaAs 叠层激光光伏电池,专利号(申请号)201510689932.6。 研发目的:激光供能系统是一个创新的能量传递系统,凭借这个系统,激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上,即可以提供稳定的电源输出。相比传统的金属线或同轴电缆传输电力的技术,光纤传导光继而转化为电的技术具有更多的优点,其可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下;因此,其在无线电通信,工业传感器,国防,航空,医药、能源等方向具有重要的应用价值。激光光伏电池主要针对单色光源,因此可以获得更高的光电转换效率。 技术基本原理:该发明专利属于光伏器件领域,一种多结GaAs叠层激光光伏电池,包括:衬底、在衬底上依次叠层设置的至少两个GaAs子电池、以及设置于两相邻GaAs子电池之间的遂穿结。多结GaAs叠层激光光伏电池利用遂穿结将若干GaAs子电池相串联,无需刻蚀隔离槽,采用引线的方式串联,增大了多结GaAs叠层激光光伏电池的有效受光面积,从而获得了较高的输出电压;同时避免了刻蚀工艺和填充工艺。该多结GaAs叠层激光光伏电池采用导电衬底,可有效改善散热,降低工作温度。该发明专利所述的光伏器件可减小该光伏器件的串联电阻,提高填充因子。 预期效益:该专利所涉及的光伏器件,预计年产量可以达到1万支,单支售价1500元,价格优势明显区别于现如今市场上4000-5000元的产品,该专利单件产品可实现预期年销售额1500万。
钙钛矿光伏器件的研究与应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目针对钙钛矿缺陷钝化这一科学问题,以研制出高效高稳定性的钙钛矿电池为目标,首先探究缺陷类型和生成机制有针对性地设计出T-A, T-D, D-T-A构型的有机小分子,利用供体(D) 、受体(A)以及共轭芳香杂环结构(m)的定向配位/键合能力,通过合理设计官能团及分子构型,实现多官能团协同纯化作用,高效地调控钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷,达到一种材料钝化多种类型缺陷的效果,通过材料表征、载流子动力学以及光伏性能研究,闻明相应的钝化机理,从分子角度揭示缺陷类型钝化分子构型-载流子动力学过程-器件性能之间的构效关系,为开发多功能钝化分子,研制出高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池提供理论指导和实验基础 项目解决的主要技术问题:把光转化为电,减少传统燃料的污染,减少环境污染
等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件设计与制造
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本世纪以来,太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源得到了前所未有的发展。光伏式能量转换是太阳能发电的主要途径之一,现有国内外太阳能发电的光伏器件仅将太阳光中的可见光谱部分用来发电,限制了光伏发电中紫外和红外光谱部分光能的利用,同时光伏器件对太阳光的吸收受到器件表面加工结构的限制,吸收效率不高,制约了光伏器件光电转换效率,导致了单位功率发电生产成本高,严重阻碍光伏式太阳能发电技术推广与应用。该项目利用等离子和稀土增吸收特性设计了具备等离子共振和宽频带吸收增效的光伏芯片,结合非晶态合金耐腐蚀、高强度和近净成形的特点,开展了高效率、机械性能优异光伏器件的设计与制造基础研究,取得了系列创新性研究成果:提出了一种便捷的合成稀土发光微纳米材料的水热法工艺,具有便捷性及低消耗的优势;利用一种新的探究稀土离子间的共振能量传递的分析方法,合成了光学性能优异且可控的发光纳米晶;提出了一种新型增效光伏器件性能的制造工艺和理论,显著增强了等离子光栅减反层结构光伏器件的效率和储能;提出采用基于表面等离子体共振技术的金属微纳结构,实现了光伏器件在可见光以及红外区的等离子体强共振吸收;建立了外磁场作用下的光与金属微纳结构相互作用模型,实现了频带可调的等离子共振强吸收;建立了强光条件下金属微纳结构的非线性光学响应模型,探讨了倍频、和频以及差频现象,拓宽了光伏器件的等离子体共振吸收波段和吸收强度;给出了多种条件下非晶态合金加工和使用过程中发生剪切变形失稳的临界条件、断裂的物理模型和断裂面纳米波纹的物理机制;提出了一个表征非晶态合金在加工和使用过程中的应变率效应无量纲Deborah数和一种修正的描述非晶态合金材料弹塑性响应的本构模型,修正后的模型能更准确地描述实验结果。项目研究解决了传统光伏发电中紫外和红外光谱部分光能无法利用、对光吸收效果不佳以及发电转换效率低等诸多关键技术问题,丰富了高效光伏器件的设计方法与制造工艺。项目取得的相关成果发表在《Scripta Materialia》、《Journal of the Optical Society of America B- Optical Physics》等国际知名SCI收录期刊30多篇,被SCI他引文献53篇次,在国内外同行中获得了一致的肯定。研究得出的新方法与新设计具有很好的工程应用前景,因此,发展等离子共振和宽频带吸收增效型光伏器件对推广普及太阳能发电具有十分重要的意义和经济价值。
一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。