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，太阳能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?
对水晶PV金属化流程的回顾
红外炉的出现帮助生产者提高了产量的同时还提升了电池效率。
水晶PV太阳能光伏电池的生产包含几个关键的步骤：首先是硅片清洗和同质化处理，然后再进行扩散，接着进行去磷硅玻璃和减反射制备，最后进行合金化处理。
生产过程中的任何一个环节出问题，生产出来的电池要么报废，要么就是低劣品。大多数情况下，上述步骤除合金化处理外其他都能够很好地进行，并严格按照流程来操作。当前生产过程中的良品率在很大程度上依靠的是经验，而不是理论。然而，在烧结过程中的优化处理可以帮助生产者降低成本。
银浆烧制程序从550度融化玻璃料开始，熔融的玻璃料刻蚀ARC薄膜，并继续到达SIO2的表面，造成轻微腐蚀。此时，银纳米粒子跟釉料到达被轻微腐蚀的硅表面，银和硅的合金化也是发生在这一刻。银和硅的合金化对于提高表面附着力非常重要，剩余的银粒子被装入遭到侵蚀的硅表面上再迁移到发射区，以便导电。这一过程中，发生了什么，我们很难把握。例如，烧制温度我们普遍设在820度或者稍低，这至少低于银/硅的共晶温度-15度，关于这一过程是如何发生的，有一种可能的解释是，催化反应的发生低于银/硅的共晶温度。这也可以解释为什么这一过程高度依赖于粘性组合物。充分利用确切的机制，以限制在发射极区域的银粒子的无冲孔路口迁移。以热力学定律计算用于移动银纳米粒子的焓的作法并不是理论上那么简单，如今的光伏制造行业每台烧结炉的生产量以十万计数，而实际烧结持续时间只有几秒钟。蓝光效应使交界深度日益变浅。
随着交界处的深度降低，如果不是更困难的话，合金烧结的过程控制就变得越来越重要，低温烧制和高温烧制都是很正常的。在某些极端情况下，电池可能由于温度过高而被分流，即使它们仅仅是几秒钟过热。总体而言，尽管许多翔实的科学文章试图解释烧制过程中的奥秘，但现在靠的还是一些经验方法来提高效率，降低生产者的成本。在极端情况下的高产出率依赖于多功能存储设备对温度的迅速分析，以及稳定的输送机驱动器和均衡的气流系统。调整后的烧结炉，其炉内预计温度将保持一致，没有变化。到目前为止，我们只讨论了发射极银接触面的形成，在一个p-型衬底中，背面电极的形成有赖于银的进化过程。早在20世纪70年代末，正面和背面的接触极是单独在炉内中烧制的，因为在共晶温度的显着差异，二次烧结被认为是必要的，除了增加经营成本，二次烧结也降低了由于额外的热过程对电池的损害。金属带与另外单独的两侧加热器控件形成一个热障，两侧的热控制器还可以让铝/硅变成更加高效的++P.
对于N型太阳能光伏电池，正面和背面电极都用银浆，一起烧制比单个烧制更加有效。迄今，传送带共同烧制的办法，让生产者提高了产量。但是，还是要注意，光伏产业经济上的成功在很大程度上依赖于金属粘贴融合技术，今天，与银粘合技术一起，正常丝网印刷(NSP)是最常用的。有两个更精细的过程，可以产生优质的边缘线：喷墨和激光电镀，然而，在进行比较时，制造商必须在他们的生产中平衡的需求与生产的过程成本。另外，不论是喷墨技术还是激光电镀工艺，必须经过良好的退火工序处理，总体而言，红外输送炉仍然被认为是最有效的设备，它提供了最低的运营成本。
头发“发电”！太阳能电池板“逆天”新技术
头发中的黑色素对光敏感吗?可以作导体吗?你可能从没这样思考过，但一个尼泊尔的18岁青年人刚刚发明了一项突破性的技术，利用头发取代太阳能光伏电池板中的硅胶成分。由于头发的价格相对硅胶而言便宜很多，因此这一技术有望大幅降低太阳能成本，并给成千上万的人送去可负担得起的可再生能源。
Malin Karki已经从事了多年的研究，试图从水电电流中创建人们可负担得起的再生能源，但该项目还是过于昂贵。在进入到加德满都学校后，Karki开始阅读斯蒂芬·霍金的书籍，并从中看到了黑色素是能量转化因素之一的理论。它可以成为某种代替品吗?此后，他与其他四位同学开始研究原型设备，并发现可以为一部手机或一包电池充电。
这款原型的设备是15英寸的方形样式，可产生9V或18W的电量，制造成本大约是38美元。Karki认为，如果该设备可以大批量生产，则制造成本可有效降低。在尼泊尔，人们头发的售价大约是25美分/斤，其使用周期大概是几个月时间。头发基本上可认为是一种可再生的资源，使用太阳能光伏电池板的人们可以自行加以补充。
如此看来，这真的是一种成本很低，技术很简单的设备，但其也确实可以在太阳能光伏发电领域降低技术成本，为更多人带来可负担起的能源，无疑从这一点上看，它具有一定的革命性意义。
首架双座太阳能飞机即将诞生
目前太阳能飞机的开拓者埃里克·雷蒙德(Eric Raymond)正致力于完成其首架两座太阳能飞机——Sunseeker Duo的设计，他预计这架飞机将成为有史以来最高效的太阳能飞机，并且是首架可搭乘乘客的太阳能飞机，目前他正在寻求民间的支持。此前Raymond曾参与过“太阳能驱动号”(Solar Impulse)项目。1990年，他曾驾驶自己设计的太阳能飞机环游世界。
据了解，雷蒙德的Sunseeker Duo项目已经赢得斯图加特大学、SunPower等公司的支持，但他仍需额外的资金从而完成设计。目前，他正积极寻求公众的支持。
这家飞机的设计是基于Stemme S-10 电动滑翔机，但雷蒙德希望能将他的飞机重量减至原型飞机的一半——其中包括光伏电池、蓄电池和操作仪器。这款太阳能飞机采用全碳纤维元件和锂离子蓄电池，目前这家飞机正在斯洛文尼亚建造中。建成后，雷蒙德计划将这架飞机到美国进行试航。据介绍，这家飞机的机身由Stemme铸造，机翼则由斯图加特大学提供。而美国SunPower公司提供的光伏电池覆盖在机遇的表面，转换效率达到22.8%。
此外，格林尼治时间7月24日18时30分，世界上最大的太阳能飞机“太阳驱动”号完成了长达6000余公里、跨越欧洲和非洲的长途飞行，抵达位于瑞士帕耶讷的基地，创造了太阳能飞机载人洲际飞行的最远纪录。该机是世界上第一架设计为可昼夜飞行的太阳能环保飞机，机翼上装有1.2万对太阳能电池板，为机上4台电动机供电。飞机白天飞行时，可将多余的太阳能电力储备到高性能蓄电池中供夜间飞行，以实现无燃油昼夜飞行。
“分布式新能源发电及微电网仿真与实验平台”项目通过鉴定
11月21日，中国电科院新能源研究所承担的“分布式新能源发电及微电网仿真与实验平台”顺利通过中国电机工程学会组织的项目技术鉴定。技术鉴定专家组对该平台的创新性、先进性、实用性做出了高度评价，一致认为该平台在分布式新能源发电及微电网组网结构、并网/孤网模式切换、能量管理和智能监控技术等方面取得了创新性研究和应用成果。项目总体技术达到该领域的国际先进水平。
经过近一年的实际运行，平台技术原理正确，运行稳定可靠。分布式新能源发电及微电网仿真与实验平台的建立对继续深入开展分布式新能源发电及微电网核心理论研究和关键设备研发，人才的培养，以及相关标准的制定都将产生重要支撑作用，为今后在分布式新能源发电及微电网领域的研究和发展奠定了坚实基础。
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2011年11月，分布式新能源发电及微电网仿真与实验平台顺利建成。结合平台，中国电科院新能源所相继开展了大量相关的实验和科研工作，包括1项国家863、4项公司重大科技项目、17项专题研究，4项国家标准、1项行业标准和4项企业标准，其中公司科技项目《农网光伏电站综合技术研究及示范》已经通过验收，有6项标准已经报批。
“铜铟镓硒”薄膜太阳能光伏电池核心技术取得重大突破
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”薄膜太阳能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太阳能电池装备、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”太阳能电池效率已达到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，进一步降低太阳能电池的成本，使光伏发电在中国成为廉价绿色的电力来源。
精功科技高纯硅烷气高纯度多晶硅取得重大突破
日前，精功科技接到参股子公司浙江精功新材料技术有限公司(以下简称“精功新材料公司“)的通知，获悉由精功新材料公司主导、由精功科技技术团队共同参与的“千吨级岐化法制备高纯硅烷(SiH4)技术开发项目”于近日取得重大突破，精功新材料公司及公司技术团队已顺利完成了符合国内规范的高纯硅烷生产技术工艺包的开发。
该项目是在精功新材料公司 “冷氢化”工艺包的技术平台上，通过近一年时间的不断创新与技术攻关而研发成功的，主要技术填补国内空白。其工艺流程主要通过采用三氯氢硅为原料，在催化剂的条件下岐化为二氯二氢硅并进而岐化成硅烷经过提纯制得高纯电子级硅烷气。
高纯硅烷气可用于生产高纯度多晶硅，并大幅降低多晶硅的生产成本，具有广阔的应用前景。目前，该技术已成功推向市场，精功新材料公司与首家客户签署了相关技术项目合同并取得了项目执行定金。
松下推出尺寸比标准产品减半的太阳能电池模块
松下公司将从2013年1月16日开始，接受尺寸仅为该公司现行产品一半左右的小型太阳能电池模块“HIT Half Type116/120”的订单。通过将该产品与标准模块组合使用，即使在狭窄的屋顶等处也可增加设置容量。在日本，为采用太阳能电池提供支援的制度已在很大程度上得到完善，消费者希望尽量增加设置容量的要求日益增多，为满足这种需求，松下推出了该产品。
“HIT Half Type116/120”的外形尺寸为818毫米×812毫米×35毫米，重量为8公斤。该公司标准产品“HIT 233/240”的尺寸为1580毫米× 812毫米 × 35毫米，重量为15公斤，新产品的尺寸及重量均为其一半左右。模块转换效率及最大输出功率方面，HIT Half Type116为17.5%及116瓦，HIT Half Type120为18.1%及120瓦。
中科院广州能源所研制出新型太阳能海水淡化装置
近日，针对热处理海水淡化和膜处理海水淡化处理技术存在的能源消耗和设备材料的腐蚀问题，中国科学院广州能源研究所研究员马伟斌等人研制出一种带回热回质循环的太阳能吸附式海水淡化装置。
据悉，太阳吸附式能海水淡化技术是一种利用太阳能提供热源实施海水淡化的新型海水淡化技术。硅胶对水蒸气具有强烈的吸附作用，利用这种特性做成的吸附床可以吸附海水(脱气处理)在低压蒸发器中蒸发出的水蒸气，再利用冷却塔和太阳能集热器驱动吸附和脱附过程，从而在冷凝器中得到低价格的淡水。
该装置对原水水质要求不高，对驱动热源温度要求低，能提高系统的能源利用效率和循环吸附量，增加淡水产率，并减少海水对设备的腐蚀，未来可以应用到电力短缺的海岛上。
青岛能源所获批建设“青岛市太阳能与储能技术重点实验室”
近日，青岛市科技局发布公告，批准中国科学院青岛生物能源与过程研究所承担建设“青岛市太阳能与储能技术重点实验室”。
围绕青岛市太阳能与储能技术产业发展需求，青岛能源所仿生能源与储能系统、先进有机功能材料、储氢及新型纳孔材料、生物基仿生高分子等团队以新型储能技术、太阳能电池和储氢技术与器件为主攻研究方向，组织太阳能与储能领域应用基础研究、共性技术和关键技术攻关，在动力电池隔膜、柔性太阳能关键材料、高性能储氢材料、氢氘分离、生物基复合能源材料方面取得了重要进展。
近三年，上述团队共联合承担科研科技部973、863项目、国家自然科学基金以及省市科技项目50余项，总经费2600多万元，在Nature-Chemistry，J. Am. Chem. Soc.，Energy Environ. Sci.， Chem. Com.等核心期刊发表论文40余篇，并申请发明专利30余项。
“青岛市太阳能与储能技术重点实验室”在建设期内，将面向地方经济建设需要，进一步凝练研究方向，努力建成青岛市在太阳能与储能技术领域优秀科技人才聚集培养、行业研发、科技交流与合作的重要基地。
该重点实验室的建立，也将进一步提升青岛市新能源领域战略新兴产业自主创新能力，为蓝色经济发展提供智力支持。
