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元小雪

木虫 (职业作家)

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[交流] 【交流】[专题]我看太阳能电池已有17人参与

化石能源资源的有限性，以及他们在燃烧过程中对全球气候和环境所产生的影响日益为人们所关注。从资源、环境、社会发展的需求看，开发和利用新能源和可再生能源是必然的趋势。据专家预测，今后20～30年内，全球能源结构必将发生根本性的变化，到本世纪50年代，新能源与可再生能源将在整个能源构成中占50%。太阳能利用将是21世纪的重大课题。
当然了，仁者见仁，不同的专业，不同的人，对太阳能电池的看法各有伯仲，为此开出本帖，请大伙各抒己见，发表高见！
跟帖方式：
[本人目前专业方向] 根据你目前的方向，我们可以了解你看问题的角度
[看好的电池种类]  目前各类有：硅系（单晶硅，多晶硅，非晶硅），多元化合物系，功能高分子材料制备的大阳能电池，纳米晶太阳电池
可以从经济的角度，也可以从科研的角度
[未来发展趋势] 说说你的看法，给后来者以指导，有助于选择专业方向
[需要解决的问题]  谈谈你所看到太阳能电池的缺点和不足以及可能解决途径
[建议] 对太阳能电池方向的学弟学妹的建议
[国内外有名的研究团队]  可以写出名称或者链接

我先回个帖

[本人目前专业方向]  染料敏化太阳能电池
[看好的电池种类]  染料敏化太阳能电池
[未来发展趋势] 作为一种全新的电池，与硅系相比，其效率还是远远落后，但是它的低成本和低污染也有其诱人的一面
[需要解决的问题] 效率提高和理论的研究需要解决，目前机理还不是很清楚，效率一直停留在10%以下
[建议] 撑握好关键技术，注意学科间的融合，这个方向就业还是非常好的
[国内外有名的研究团队]
国内：中国科学院合肥研究院等离子体物理研究所戴松元太阳能材料与工程研究室  http://www.ipp.ac.cn/D09-sun/index.htm
中国科学院物理研究所孟庆波研究员http://nano.iphy.ac.cn/N06/meng.html
北京大学黄春辉教授 http://www.chem.pku.edu.cn/showpage.asp?pageid=30
清华大学林红课题组  http://www.mse.tsinghua.edu.cn/faculty/linh/
大连理工大学马廷丽课题组 http://gs.dlut.edu.cn/Html/matingli.html#
国外：国外
瑞士洛桑理工学院(EPFL)
http://dcwww.epfl.ch/
Grätzel M.教授的个人主页：
http://isic2.epfl.ch/page58671-en.html
以日本为主

[ Last edited by 小木虫 on 2010-4-27 at 22:45 ]

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无聊的博士

1楼 2009-05-11 16:24:47

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--八云--

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染料敏化方面斯坦福有个人做的挺猛，博士期间三篇一作nature子刊（不算NC）

你可以找找我之前的帖子

目前solar cell可以分为如下N多方向

Si系，单晶多晶，便宜，工艺发展比较完备，澳大利亚25%的Si效率几率一直保持了十五年，前年才被Panasonic打破，25.6%

III-V系，强大不解释，solar cell效率历史最高值46%就是三五族四pn结tandem cell（concentration），缺点贵，不是一般的贵，太TM贵了，一般应用在航天等土豪不差钱的领域。历史最高纪录46%是Fraunhofer ISE研究所做出的，一个一千多人的研究所，不比美国的NREL逊色。他们所楼道里还有陈列从卫星上拆下来的solar cell部件，听说现在航空一般用的是三结的tandem cell。

II-VI系，好像不太贵，但是效率也不太高。最大的亮点就是CIGS是已知吸收系数最高的材料（105cm-1，没记错应该是这个数），一两微米的薄膜就可以吸收百分之九十以上的光。

聚合物solar cell，不便宜，效效率不高10左右，tandem也就11到12，又不稳定，因为是有机物。所以干这个的干点别的吧，除非能做出break through。。。

染料敏化，强大，便宜，效率不算太低

Proverskite钙钛矿，如果做solar cell没听过这个，那么该多读点文献了，只要看过nature science，哪怕只看了几本的，也基本不可能没见过关于这个的文章。这个分支是从染料敏化发展出来的，只不过染料用的是固体（我听别人说的，没自己了解过）。这种材料有很多神奇的地方，做solar cell没有pn结一样可以分离电子空穴对收集能量，正向电压测量和反向不一致（扫描从0到高和从高到零IV曲线不一样）。最关键的是，它便宜。。。。便宜。。。宜。。便宜到让人崩溃的程度，不用超净间就可以做出不错的，也就是随便弄个炉子就可以搞，搞到什么程度看自己水平了。如果钙钛矿的稳定性问题可以被完美解决的话，我估计市面上的民用solar cell要被完全的替代了，大尺度钙钛矿器件已经做过了20.5%（Science (2016): aaf8060，刚出不久的文章），又便宜。。。。不过我了解到的最稳定的钙钛矿solar cell已经可以差不多稳定工作60天了。。。你没看错。。。60天。。。。这比之前哈佛的人来作报告说可以稳定1天要强不少了。。。。。为这事我老板笑话了人家好久。。。

其他有机solar cell，可能有，不了解不瞎BB

这是按材料分的类，再按结构分有bulk的，thin film的，nanostructure的，quantum dot的，single junction的，tandem的，intermedia bandgap solarcell的

按入射光源分还有one sun的，concentration的（CPV）

按理念分还有hot carrier的，thermal photonvoltaics（TPV，吸了光在发出来提高效率），up- and down-conversional（也是吸了光在发出来，TPV用热发光，这个不一定）

想到哪写到哪，未必全面，欢迎补充

单结的solar cell近期science上有篇综述，有兴趣的可以去看看

Photovoltaic materials: Present efficiencies and future challenges。荷兰阿莫夫研究所（AMOLF）的人写的，写的相当到位，只是有点遗憾的是仅仅是单结情形。

差点忘了，美国水牛城建了个大的solar city，网站上贴出来的效率是22%商业化模块，这是我见过的最高的商业化solar cell效率，但是不知道他们用的是哪一类做的。