随着能源危机的到来，作为新能源的代表光伏产业得到了迅猛的发展。从1839年法国科学家发现液体的光生伏特效应算起，光伏电池已经经过了170多年的漫长的发展历史。光伏产业的不断发展，如何离得开技术的开拓创新?
像摊煎饼一样的太阳能充电电池
层出不穷的电子产品大大增加了我们的电池消耗量，无论是遥控器、闹钟、电筒、玩具或是随身听，家中若是没有一些电池储备，恐怕身处一种电池即将没电的焦虑之中。当你终于弹尽粮绝，跑去便利店买回急需的电池，却发现一时粗心，手中的那一排并不是与目标相匹配的电池，这恐怕更加令人抓狂，况且，无休止地使用一次性电池的确给我们的地球带来很大的危害。
来自设计师Xiong Luyao的作品“超级电池”(The Super Battery)是一个非常有意思的概念电池，它充分考虑了在家庭生活中与电池相关的各种烦恼，将普通的电池设计为一款可展开充电的太阳能电池。
这种电池由柔性材料制成，当电量耗尽时，你只需要像摊煎饼一样将它铺平放在太阳底下就可以进行充电。使用前，则将它卷成电池的形状即可，最神奇的地方在于，你可以自定义它的形状，从此，你将永远告别因为电池型号而带来的坏心情了!
风能太阳能都可“存起来”
将风能、太阳能存储起来，再通过储能发电系统保障楼宇等用电安全，提高能源利用效率、低碳环保……深圳企业推出的微网智能储能发电系统在高交会一“亮相”，就受到各方关注。记者了解到，由深圳企业自主研发的微网分布式新能源储能系统填补了国内新能源储能系统领域的技术空白。
在高交会6号馆的一个展位内，摆放着一系列工业园区与社区的建筑模型，模型的顶部布满了太阳能板，中间一个模型上还有灯光指示系统清楚地标明“储能系统”。
“这是一个微网新能源储能系统，将收集来的太阳能和风能等新能源存储在智能储能系统中，再通过储能系统平滑电能质量，将电能稳定的供应给需要电能的设备。既节约了传统的电能，又低碳、环保。”深圳先进储能材料国家工程研究中心的一个工作人员向驻足参观的来宾们介绍。
据悉，这个储能系统犹如一块可以储存电量的蓄电池，具有安全性能高、稳定性能强、使用寿命长、放电功率大、可循环利用、绿色节能无污染、可灵活分布等优点。
“在深圳，经常出现夏季用电紧张的局面，甚至会因为电力供应不足而导致跳闸，给我们的生活带来一定影响。也就是说，高峰用电期，电网输电供应严重不足，用电低谷时，电力资源无法使用造成电能浪费，这就需要解决调峰问题。”工作人员介绍。
“传统的发电模式由于面临环境污染严重、限制条件多、投资大、安全性、峰谷资源无法有效调配等问题。智能储能发电系统就可以满足错峰填谷，可以有效避免这个跳闸的‘麻烦’出现，缓解城市日益突出的用电紧缺局面，还对节能减排大有裨益。”这位工作人员还告诉记者，微网储能系统的研发成功标志着深圳在国内微网分布式新能源储能技术领域实现了关键性突破，不仅填补了国内新能源储能系统领域的空白，同时解决了新能源储能领域电池应用的瓶颈问题。
如果社区内安装了微网智能储能系统，对一个普通家庭而言，一年能节约多少传统用电?
“我们曾经测算过，对一个家庭来说，如果使用微网智能储能系统，大概一年能节约20%至35%的传统用电量，节能效果是非常明显的。而且这个系统还可以监控社区内电能的使用情况，平滑电能质量，计算用电的波峰和波谷，从而调节储能系统内的电能分配，提高用电效率。”工作人员解答了记者的疑问。
新技术可利用纳米粒子将太阳能转换成蒸汽
美国莱斯大学的科学家们公布了一项革命性的新技术，其可利用纳米粒子直接将太阳能转换成蒸汽。该大学纳米光子学实验室开发的这种“太阳能蒸汽”新方法，甚至可从冰水产生蒸汽。技术细节公布在11月19日美国化学学会《纳米》杂志上。
该项技术拥有24%的综合能效。相比之下，光伏太阳能电池板的综合能效通常在15%左右。“太阳能蒸汽”法的发明者认为，有了该项技术，人们将以全然不同的方式思考太阳能发电，但他们也预计，该新技术的首次使用将不是为了发电，而是为了边远地区的卫生设施和水质净化。
“太阳能蒸汽”的效率主要基于将日光转换成热能的光激纳米粒子。当浸没在水中并暴露在阳光下时，纳米粒子急速升温，并即时将水蒸发产生蒸汽。研究人员表示，随着技术的不断改进，“太阳能蒸汽”的综合能效还将提高。
研究使用的纳米粒子非常小，甚至小于光波长，这意味着其具有非常小的散热表面。强烈加热将在局部，即纳米粒子的表面产生蒸汽。研究人员将装有含光激纳米粒子的水的试管浸入冰水中来演示“太阳能蒸汽”。结果表明，使用透镜将日光聚集在试管中的冰水混合物，几乎立刻就能产生蒸汽。
蒸汽是世界上最常用的工业流体之一。大约90%的电力产自蒸汽，蒸汽也常用于医疗废物和手术器械的灭菌、蒸煮食物和净化水质。大多数工业用蒸汽产自大型锅炉，而“太阳能蒸汽”的功效在于，使蒸汽在更小的规模上变得更为经济。
莱斯大学的研究人员已研制出了一个能在缺电地区为医疗器械消毒的“太阳能蒸汽”高压锅。他们还赢得了比尔和梅林达·盖茨基金会“大挑战”项目的资助，准备为没有下水道或照明的地区研制一个超小规模的人体废物处理系统。
研究人员表示，“太阳能蒸汽”的最显著特点是高效，其不需要数亩面积的聚光镜或太阳能电池板，演示用高压锅的光窗仅几平方厘米大小。“太阳能蒸汽”的另一个潜在用途是为空调及供暖系统等混合动力家电供电，这些家电白天将由日光供电，晚上则利用电网电力工作。
此外，研究人员还进行了蒸馏实验，他们发现“太阳能蒸汽”的效率要比现有蒸馏塔高出两倍半之多。
美研制低成本太阳能存储系统
据报道，美国阿肯色大学民用工程学系教授潘内尔·瑟瓦姆和他的博士研究生马特·斯塔赛尔成功开发出一种太阳能存储系统，可替代目前聚焦型太阳能发电厂使用的储能系统。采用这种新开发的储能系统将会大幅增加年发电量，同时大幅降低发电成本。
太阳能发电是利用集热器将太阳辐射能转换为热能，并通过热力循环过程进行发电。聚焦式太阳能热发电系统的传热工质主要采用熔盐、导热油和石头填料等。上述材料作为传热工质在传递太阳电池板所采集的热量时损失较少，但其成本昂贵，且易对热能存储罐造成损伤。尤其是以石头填料作为传热工质(目前其传热效率最高，成本最低)时，在热循环过程中存储罐的不断收缩和膨胀会对罐壁产生应力，情况严重时可能导致存储罐产生灾难性的破裂。
作为一种替代方案，瑟瓦姆设计并测试了一种具有温跃层结构的储能系统。该系统在每个存储罐内利用并列水泥板替代石头填料，不同温层之间由明显的界限加以隔离。水泥板采用了其同事米卡赫·哈尔研制的一种特殊混合水泥制成，能够承受600摄氏度的高温。其储能流程是由太阳能电池板采集热量，然后通过罐内的钢管将热量传导给水泥板，水泥板吸收热量并将之存储起来，需要时将热量传递给发电机。
对模型测试的结果显示，以水泥板作为传热工质，其传热效率可达93.9%，虽然较传统方法略低，但依然高于美能源部的要求。测试结果同样确认水泥层在传递热量时不会对存储罐壁造成损害。此外，新方法的成本为每千瓦小时0.78美元，远远低于美能源部规定的热能存储系统的目标成本——每千瓦小时15美元。
瑟瓦姆说：“研究结果证实，在传热效率方面，采用水泥板可以与现有的储能系统相媲美。但水泥比其他传热工质成本低廉，水泥除了具有独特的传热性能外，还不会损害储能罐壁。聚焦型太阳热能电厂采用这项技术，可以增加产量并降低运营成本。”
SunShot为太阳能技术研究提供260万美元
美国能源部日前授予研究实验室斯坦福直线加速器中心(SLAC)逾260万美元用于三个项目研究，以降低太阳能电池板材料和制造技术的成本。
SLAC是由斯坦福大学运作的美国能源部十所科学实验室之一。
首个项目涉及斯坦福同步辐射实验室(SSRL)材料科学部的负责人迈克·托尼(Mike Toney)及其研究员Stefan Mannsfeld与斯坦福大学和康奈尔大学研究员的合作。他们将研究采用光伏电池板材料作为墨水的低成本印刷技术成为柔性电池板降低成本提高性能的解决方案的方式。该项目日前获得878578美元。
第二个项目获得896250美元，将研究光伏电池板各层间电子移动以开发使光更有效通过的新型顶层材料。
最高的金额89.9万美元将用于研究光伏电池板组件的热处理。样品将在500至1000摄氏度下快速加热，并以0.01秒的间隔采集数据。
托尼表示，向美国能源部递交的三项申请中甚至只有一项获得支持他都会很高兴。他表示：“我们三项申请都获得支持，这令我十分惊讶。他们充分展示了使SSRL和美国能源部实验室的合作更加实用的方式。”
上海硅酸盐所染料敏化太阳能电池基础研究获进展
染料敏化太阳能电池(DSSC)具有成本低、无毒无污染、制造工艺条件温和、适合大面积连续化生产等优点，是当前新型太阳能电池的研究热点。具有纳米多孔结构的半导体光阳极是DSSC的核心组成部分，采用有序、多功能的新型纳米结构替代传统由纳米颗粒构成的无序光阳极，是DSSC基础研究领域的前沿和难点。
中科院上海硅酸盐高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室近期在DSSC纳米结构光阳极方面取得了一系列新进展。由李效民研究员和高相东副研究员带领的研究团队研究出多种基于TiO2纳米管阵列的有序光阳极和基于气凝胶结构的新型复合光阳极材料。
基于课题组在氧化物纳米结构研究的多年积累，采用超长ZnO纳米线阵列为模板，结合可精确调控纳米微结构的连续离子层吸附与反应(SILAR)技术，成功实现了TiO2纳米管阵列在FTO导电基底上的直接生长;采用独特的水热粗化技术，显著提高了纳米管阵列的表面粗糙度、结晶性和染料负载量。所得TiO2纳米管阵列光阳极的光电转换效率为5.74%，比无粗化纳米管阵列提高30%。在此基础上，课题组通过在ZnO纳米柱表面连续沉积多层TiO2、ZnO薄层，获得了同轴、多壁TiO2纳米管光阳极，并可精确调控管壁的层数(1-6层)及厚度(5-15 nm);通过生长枝状ZnO并构建ZnO-TiO2核壳结构，制备出具有枝状结构的TiO2纳米管光阳极。
在气凝胶复合光阳极方面，课题组采用具有超低密度(0.03g/cm3)和超高比表面积(1177m2/g)的SiO2气凝胶为模板，制备出SiO2-TiO2复合气凝胶，再将其与传统的TiO2纳米颗粒光阳极复合，得到了气凝胶复合光阳极。与传统纳米颗粒光阳极相比，可显著增强光阳极对染料的负载量和对入射光的散射效果，所得DSSC的光电转换效率达到9.4%，比传统光阳极结构提高16%。
上述工作为开发新一代具有可控微结构及高光电转换效率的染料敏化光伏电池提供了有益思路。该研究得到了国家自然科学基金项目(项目编号：(51072214、51002174、51102261)的资助和支持。相关论文发表于Adv. Mater.， 2011， 23， 1330-1334(IF=13.877)及J. Mater. Chem.(2012.22.3549-35542012， 2012.22.18930-18938，2012.22.23411-23417)。
邢台晶龙“区分P/N型硅料的显色溶液和区分方法”获国家专利
近日，从晶龙集团邢台晶龙公司传来喜讯：其自主研发的“区分P/N型硅料的显色溶液和区分方法”获得国家发明专利证书。
之前，分选硅料的普通显色溶液只能区分不同浓度掺杂的硅料，不能区分P型和N型硅料。加之在现有的生产工艺中，对小块硅材料导电类型的测试是一项繁琐的工作，如果不检测，直接提纯再拉晶就会影响单晶质量，但是一块块的进行检测，一天最多只能检测一公斤多晶硅料，效率极低。鉴于这种状况，该公司组织骨干力量开始攻关，经过数月的不懈努力，成功设计了可区分P/N型硅料的显色溶液和区分方法。
据介绍，此项专利使显色溶液在酸洗非多晶硅料时，令硅料表面明暗对比分明，P、N型用肉眼清晰可辨，便于实现清洗和分检，并且用过的酸液可重复清洗硅料的表面杂质，具有提高区分率和工作效率、提升单晶质量以及降低成本的优点。
福建省科技重大专项专题“新颖光电纳米材料及其原型器件研发”通过专家验收
2012年11月16日，福建省科技厅组织专家组对中国科学院福建物质结构研究所承担的福建省科技重大专项专题“新颖光电纳米材料及其原型器件研发”(项目编号：2009HZ0006-1)进行验收。专家组听取了专题项目组的工作汇报，审阅了相关材料，经认真质询和讨论，验收专家组认为，该专题已按研究计划完成各项研发任务，达到项目任务书规定的技术指标，同意通过项目验收。
该专题立足我省电子信息产业需求和技术基础，研发应用于显示和发光中的强荧光纳米高聚物材料、低核有机金属电致发光纳米材料、蓝光/紫外激光材料等纳米光电材料与器件，取得了以下主要成果：
(1)在强荧光纳米高聚物材料研发方面，获得10多种在紫外-可见光范围内光致或热致变色、荧光可调等的具有良好发光性能的新型高聚物发光材料，高聚物发光材料的粒度分布大小均匀，热稳定性大于200 °C;
(2)在低核有机金属电致发光纳米材料与器件的研发方面，获得了系列含有机膦配体的低核铜(I)化合物，基于低核铜(I)磷光配合物的器件达到5 V 以内启亮，最大电流效率超过5 cd/A，寿命长达55 小时;
(3)在蓝光/紫外激光纳米材料与器件的研发方面，获得了在半导体激光泵浦下蓝光/紫外发光肉眼可见的新型纳米复合材料，材料直径和厚度分别超过过30mm和3mm，通过计算得到其在红外波段的吸收截面为38.2×10-20cm2。
项目实施期间，项目组发表SCI论文44篇，申请中国发明专利23件，应邀撰写专著2部;专题项目升级为973计划项目、国家自然科学基金重点项目、重大专项培育项目、中科院中英国际合作项等15项;一人次获得福建省科技重大贡献奖，培养了毕业硕士、博士研究生和博士后22名;推动了福建省纳米材料重点实验室、福建省纳米材料工程实验室、国家纳米科学中心协助实验室等科技创新平台的建设和发展。
本项目的完成，为福建省纳米功能纳米材料的学科发展、福建省纳米新颖新材料等战略性新兴产业核心竞争力的提升具有积极意义。
保威光伏引进焊接机器人
保威作为光伏行业的领航者，除了是为太阳能电站施工提供交钥匙工程的专业公司，还组建了全新的螺旋桩生产线，凭借严谨务实的设计理念，全自动的焊接设备，保威螺旋桩受到市场的认可，成功出口到日本，南非，中东，美国，欧洲等国家。
一直以来，保威对产品的生产质量有严格的要求，并且秉承持续改进的态度，在市场还在推行螺旋桩手工焊接设备时，保威投入大量资金，在同行中最先引进新一代自动焊接机器人，不断升级螺旋桩生产线。与传统的手工焊接相比，保威焊接机器人具有以下优势：
第一：大大提高了螺旋桩焊接质量的稳定性与连续性。传统的手工焊接，焊接质量十分不稳定，更无法形成统一的焊接检测控制标准，往往导致叶片的焊接强度不够，在打桩时常常出现叶片断裂，变形等诸多问题。
第二：提高劳动生产率，有效缩短了交货期。手工焊接不但质量差，而且速度慢。尤其当工程进度有较高要求时，手工焊接更会明显暴露其效率低下的问题，进而影响工程进度，增加不必要的工程建设成本。
第三：降低工人劳动强度，改善工人工作环境。
京运通研制JQ-800型国产6英寸区熔单晶设备通过技术鉴定
京运通承担的“国家02专项”重大科技攻关项目“国产大尺寸区熔炉研制”项目近日取得重大技术进展，并于2012年8月14日，通过了由中国电子专用设备工业协会组织召开的“JQ-800型6英寸区熔单晶炉” 技术鉴定会。
鉴定委员会由7位专家组成，中国电子专用设备工业协会孙洪涛秘书长担任技术鉴定会主任委员，中国电子材料行业协会袁桐秘书长担任技术鉴定会副主任委员，中国半导体行业协会陈贤秘书长、中国科学院电工研究所太阳电池技术研究室主任王文静研究员、北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司事业部总经理张建勇、北京七星华创电子股份有限公司工业炉分公司副总经理谭三成、中国电子科技集团公司第四十五研究所副总工程师张续业等专家任技术鉴定委员会委员。鉴定委员会认为：京运通公司提供的技术鉴定文件齐全、规范，符合鉴定要求;该设备结构合理、性能优越，攻克了重大共性关键技术之中机械部分的上、下轴高度同心技术，上轴行程2000mm，下轴行程2600mm，可以拉制长度在2500mm以内的单晶硅棒;同时在单晶生长棱线识别系统、高精密夹持技术、大直径多晶硅棒原料熔化技术、区熔热场设计等方面具有创新性。主要技术指标满足6英寸区熔单晶生长的要求。已申请专利 2 项，其中发明专利1项，形成了具有自主知识产权的6英寸区熔单晶炉的设备制造技术，该设备的性能指标达到了国产设备的领先水平;用该设备研发拉制了6英寸区熔单晶硅棒的工艺，并实现连续成功拉制。拉制的6英寸区熔单晶硅棒长度可达1.4米，等径部分长度1.1米，重达52公斤，填补了国内空白。鉴定委员会同意通过该设备的技术鉴定。
国家02专项办、北京市经信委、北京市科委、北京经济技术开发区等相关部门领导也出席了此次技术鉴定会，并听取了京运通公司所作的研制总结报告，考察了生产现场。
区熔硅单晶较一般电子级单晶硅具有更高纯度和更高电阻率，其产品销售价格数倍于直拉单晶。在应用领域上主要是用于IGBT器件、高压整流器、大功率晶闸管，可控硅、电力电子器件、光敏二极管、射线探测器、红外探测器以及国防建设、航天、航空和航海等尖端科技领域，对国民经济发展和国防建设有着十分重要的作用，目前市场存在很大缺口，具有非常广阔的产业前景。高压大功率IGBT功率器件的发展要求高质量的单晶硅，对硅晶体中杂质和缺陷的控制要求极高，因而，在将来相当长一段时间内6英寸及以上大直径区熔单晶硅始终是制造IGBT器件的主要基础材料。
无论是国际还是国内区熔单晶硅发展形势都非常好，但国内的大直径生产设备则全部是引进国外的，国内还没有具备生产大直径(5英寸以上)区熔单晶硅的设备的企业。 区熔单晶硅生长炉是生产区熔单晶硅片的关键设备之一，世界上生产和销售区熔炉的厂家只有丹麦的TOPSOE等少数几家公司，目前国内设备保有量仅有十几台，且大直径的区熔硅单晶炉都是进口，价格在2000万元人民币以上。而区熔单晶的制作工艺也需技术引进。公司的JQ-800区熔单晶炉的成功研制，填补了国内的这一项技术空白，具有划时代的历史意义。
由京运通公司研制的国产大型区熔单晶炉于近日连续成功拉制出6英寸区熔单晶硅棒，拉制出的首根6英寸区熔单晶棒整根重量达52公斤，等径长度1.1米，全长1.4米，这是大型区熔单晶硅炉研制的重大且可喜的进步。同时公司研制的区熔单晶炉之前拉制出的5英寸区熔单晶硅棒经第三方检验，结果显示该5英寸区熔单晶硅棒品质合格，各项指标均达到了设计要求。5英寸区熔单晶硅棒的质检合格报告及6英寸区熔单晶硅棒的成功拉制，意味着我公司的区熔单晶硅炉研制项目取得了重大技术成果!这是国内首次应用国产设备成功实现6英寸区熔单晶硅的工艺生产，是国产区熔设备研制的重大突破，也是国产区熔设备的历史性时刻，标志着国产区熔设备真正打破了国外对5-6英寸区熔单晶生产设备的垄断，是向大尺寸区熔单晶设备产业化迈进的重大一步，更预示着国产高端设备的崛起。
中科院联手香港中大 提高国产光伏电池转化率
2012年11月16日消息，就在第一代中国光伏产业在欧美受阻之际，国内科研院所传来捷报，可取代“晶硅”原材料的第二代“铜铟镓硒”薄膜光伏电池核心技术取得重大突破，赶超国际水平。
业内人士分析，中科院深圳先进技术研究院联合香港中文大学，深港携手，自主研发功高效低成本铜铟镓硒薄膜光伏电池装备、工艺及产品。香港中文大学教授、中科院深圳深圳先进院光伏太阳能实验室主任肖旭东团队研制的“铜铟镓硒”光伏电池效率已达到18.7%，迈入国际领先行列。
据介绍，中科院深圳先进技术研究院光伏太阳能研究中心自2008年成立以来一直致力于自主创新开发高效低成本铜铟镓硒薄膜太阳能电池装备、工艺及产品。目前，该中心承担了深圳市首个国家重大科学研究计划项目(深圳市首个)--“新型铜基化合物薄膜太阳能电池相关材料和器件的关键科学问题研究”、科学院重大科研装备、深圳市工程实验室、深圳市战略新兴产业公关项目等一批重要项目，并在铜铟镓硒太阳能电池研究领域不断取得突破：研发完成了国内第一套完全自主开发的铜铟镓锡薄膜太阳能电池研发、生产装备，并调试成功;设备在工艺上创新，在世界上第一次采用三步法工艺，结合测温监控组分来制备大面积铜铟镓硒电池组件的流水线装备;制备的铜铟镓硒太阳能电池效率达到18.7%，位列大中华区第一并迈入国际领先行列。项目成果已经在广东省科技厅组织下通过验收，达到国际先进水平。
据了解，铜铟镓硒太阳能薄膜电池的制造成本低于硅晶太阳能模块，原因在于：其吸收太阳光的半导体薄膜由低成本的铜基材料组成，而且薄于2微米，这仅是硅晶结构的百分之一;以玻璃为基础的薄膜模块无需硅片复杂的生产工艺，也不用串连个别电池，整体模块工艺在一套生产线上实现;生产能耗低，在降低成本的同时也缩短了能量回报周期。
据德国Manz公司的数据，在欧洲南部使用铜铟镓硒太阳能电池已经可以实现0.04欧元/每度电，意味着太阳能发电成本与化石燃料发电成本持平，并明显低于海上风能发电成本，经济效益明显。
先进院光伏太阳能研究中心创造的电池效率纪录是利用自主开发的国产设备实现的。项目组的目标是进一步将该项技术推向规模化生产，进一步降低光伏电池的成本，使光伏发电在中国成为廉价绿色的电力来源。
京瓷太阳能推出住宅用光伏组件采用效率达17.8%Gyna电池
京瓷于2012年11月20日宣布，已实现了面向日本住宅用途的、最大输出功率为200W的多晶硅型太阳能电池组件的产品化。该组件是该公司面向住宅的光伏电池模块中输出功率最高的，使用了48片高效率太阳能电池单元，包括单元转换效率达到17.8%的 多晶硅太阳能电池 “Gyna”等)。组件转换效率为15%左右。
此次的组件将作为住宅用光伏发电系统“ECONOROOTS”系列的新产品，从2012年11月22日开始通过京瓷太阳能公司销售。
