薄膜太阳能电池背板水汽透过率测试仪

我国薄膜太阳能电池装备“破冰” 太阳能电池产业化有望提速　　8日，中国首台代表国际尖端水平的薄膜太阳能电池关键生产设备——等离子体增强型化学气相沉积设备(PECVD)在上海成功下线，这被视为中国在新能源高端装备领域取得的“零的突破”。“中国造”的PECVD性能领先于国外同类产品，价格大幅低于后者，国内薄膜太阳能电池产业化进程有望提速。　　PECVD首次“国产化”：薄膜太阳能电池产业化有望加速　　创造这一突破的是注册在浦东张江高科技园区的理想能源设备公司。据该公司总经理钱学煜介绍，一片“1.1米×1.4米”的普通平板玻璃完成导电层覆膜后，进入PECVD反应腔，完成化学气象材料叠层结构的覆膜，厚度增加了两个微米，即成为转化率可达10%的薄膜太阳能电池。　　2009年8月，留美博士钱学煜与20多名曾在国际一流企业有过丰富经验的设备、工艺和管理专家成立理想能源公司。一年多里，该公司相继完成了PECVD首台机的研发、中试、下线，并申请了10多项核心技术专利。　　据介绍，该设备采用了创新的超高频射频技术，精密的真空和温度控制技术，快速的自动传输技术以及多腔多片的反应腔系统等，大大提高了产能，其产品性能优于国际一流设备，但价格远低于同等的进口设备。　　钱学煜说：“从国外进口一台这样的设备要两三亿元人民币，我们自己生产的大概只需一亿元左右。一台设备年产能约有15兆瓦，三台设备便可组成一条年产能近50兆瓦的生产线。”　　工业和信息化部装备工业司副司长李东表示，高端薄膜太阳能电池关键生产设备的研制成功，为中国新能源产业下一步的发展奠定了坚实基础。

中国科技网讯 据英国《自然》杂志网站近日报道，尽管薄膜太阳能电池应用广泛，但其也有“先天不足”：薄膜越薄，制造成本越低，但当其变得更薄时，会失去捕光能力。美国科学家表示，当薄层厚度等于或小于可见光的波长时，其捕光能力会变得很强。科学家们可据此研制出厚度仅为现在商用薄膜太阳能电池厚度的1%、但捕光能力却大有改善的薄膜太阳能电池。 科学家们用射线—光极值这一理论最大捕光值来标识一种材料最多能捕获多少光线，但是，只有当材料具有一定的厚度时，才能达到这一峰值。目前，科学家们已经制造出了吸光层的厚度仅为0.1纳米的薄膜太阳能电池，但这样纤细的薄膜会漏掉很多光。 然而，现在，加州理工学院应用物理和材料科学教授哈里·阿特沃特和同事在最新一期《纳米快报》杂志上指出，他们找到了一种巧妙的方法，使薄层能帮助太阳能电池超越射线—光极值。他们发现，当薄层的厚度小于可见光的波长（400到700纳米）时，薄层会同这些可见光的波特性相互作用而不是将可见光看成一条直直的射线。阿特沃特说：“当我们制造出的薄层厚度等于或小于可见光的波长时，一切规则都改变了。”这样，一种材料的吸光能力不再取决于厚度，而取决于光线和吸收材料之间的波作用。 通过计算和计算机模拟，阿特沃特团队证明，让一种材料对光更有“胃口”的技巧在于，制造出更多“光态”让光来占领，这些“光态”就像狭缝一样，能吸收特定波长的光。一种材料的“光态”数量部分取决于该材料的折射率，折射率越高，其能支持的“光态”就越多。 其实，早在2010年，斯坦福大学的教授范汕洄（音译）和同事就将“光态”数确定为一种材料能吸入多少光线的主要因素。他们用一种折射率较高的材料将一种折射率低的材料包围，结果发现，高折射率材料的出现能有效提高低折射率材料的折射率，增强其捕光能力。 阿特沃特团队对上述结论进行了延伸，最新研究表明，薄膜吸光器内挤满 “光态”会大大增强其捕光能力。而且，可通过几种方式（比如，用金属或晶体结构包住吸光层或将吸光器嵌入一个更复杂的三维阵列中）来提高吸收器的有效折射率。范汕洄表示：“最新研究表明，我们可以采用多种不同的方法有效地突破射线—光极值。” 美国托莱多大学的罗伯特·柯林斯表示，阿特沃特团队的研究是“非常关键的第一步”。但他也认为，这项技术还面临着诸多挑战，比如，需要额外的工业过程来制造这些超薄的薄膜，这会导致成本增加。（刘霞）

中国科技网华盛顿5月24日电 在工业界看来，石墨烯太阳能电池是未来获得廉价且耐用太阳能电池的最佳途径之一，但是过去的试验发现，石墨烯太阳能电池的能量转换效率仅约为2.9%。美国佛罗里达大学物理学研究人员24日表示，他们通过对石墨烯材料进行掺杂处理，获得了具有能量转化率高的掺杂石墨烯太阳能电池。 据研究人员介绍，石墨烯材料掺杂处理所用的物质为三氟甲基磺酰胺（简称TFSA），掺杂后的石墨烯太阳能电池的能量转化率高达8.6%，创造了石墨烯太阳能电池能量转换的纪录。他们的研究成果刊登在《纳米通信》网站上。 研究生缪晓常（英译）在分析能量转化率提高的原因时表示，掺杂导致石墨烯薄膜导电能力更强同时提高了电池内的电位，这让石墨烯太阳能电池的光电转换效率更高。同过去人们尝试的掺杂物相比，新的掺杂物TFSA性能稳定，即作用持续时间长。缪晓常和同事在实验室研发的掺杂石墨烯太阳能电池为镶有金边的5毫米见方的小窗，小窗由硅材料表面镀单层石墨烯组成。 石墨烯和硅结合时形成了电子单向导通的肖特基结，在光照时，它是石墨烯太阳能电池中实现光电转换的区域。肖特基结通常由半导体表面镀金属而成，但是佛罗里达大学生物和工程纳米学研究所2011年发现，石墨烯材料能够代替金属与半导体形成肖特基结。 佛罗里达大学著名物理学教授亚瑟·赫巴德说，与普通金属不同，石墨烯是透明和柔性材料，它具有极大的潜力成为太阳能电池的重要组成部分。人们希望在未来，太阳能电池能够用于建筑外部和其他产品中。他同时认为，石墨烯太阳能电池的能量转化率能够通过如此简单且廉价的处理方法得以提高，展现了其光明前景。 研究人员表示，如果石墨烯太阳能电池的能量转化率达到10%，且保持生产成本足够低，那么它们将成为市场上有力的竞争者。 佛罗里达大学目前研发的石墨烯太阳能电池样品的基底是硅半导体材料，用于大规模产品生产并不经济。不过，赫巴德表示，他看好将掺杂石墨烯与更廉价、更具有柔性的基底材料相结合，这些基底材料包括全球众多实验室正在开发的高分子膜。（记者 毛黎） 总编辑圈点 石墨烯及其衍生物的研究已广为人知。本研究通过新的技术工艺，不仅造就了迄今最高效的石墨烯基太阳能电池，也指出了一个重要的研究方向，并描绘了一幅非常诱人的应用前景。我们相信，这只是一个起点，石墨烯很快会成为一种充满无限可能的革命性材料：除了已经在研究中的太阳能电池、超薄防弹衣、天文望远镜、高强度航空材料、高性能储能和传感器材料等，还有更富想象力的太空电梯。当然，前提还是基础研究的进一步深入。 《科技日报》（2012-05-26 一版）