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薄膜电池

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薄膜电池相关的资讯

  • 太阳能薄膜电池研究获得重要进展
    德国美因茨大学13日发表公报说,该校研究人员参与的太阳能薄膜电池研究项目取得重要进展,有望使太阳能薄膜电池突破目前20%光电转化率的纪录。   目前光电转化率最高的是铜铟镓硒(CIGS)太阳能薄膜电池,可达20%,但与超过30%的理论值仍相距甚远,其主要难题是材料中的铟、镓分布和比例难以达到理想值。   美因茨大学的研究人员与IBM公司德国美因茨分部以及生产特种玻璃的德国肖特公司等合作,借助电脑模拟程序发现铜铟镓硒材料的铟镓分离温度,即在稍低于正常室温的情况下,铟镓会完全分开且分布不均匀,从而导致材料的光电作用减弱。而超过这个温度后,铟镓会相互融合,且温度越高其分布得就越均匀。这表明太阳能薄膜电池生产过程需要较高的温度,只要最后的制冷步骤足够快就能使这种均匀性“定格”。   以往生产工艺受生产必需的玻璃底板的耐热性限制,无法提高温度。为此肖特公司研发了一种能够耐受超过600摄氏度的特殊玻璃材料。研究人员说,此项成果是一个重大突破。   这一成果发表在美国《物理评论快报》上。
  • 光伏市场增速趋缓 薄膜电池前景黯淡
    随着硅原料价格的大幅下降,薄膜太阳能的低成本竞争优势已经很难再现。同时,光伏业产能转移也已经成为一个趋势,今年欧洲电池片企业大都关门转移到东南亚,明年很多组件部门也将关门。光伏制造将在中国进一步聚集,由目前占全球产能的1/2扩展到明年占全球约2/3。这是在8月30日普华永道“新能源产业的发展趋势与中国机遇”上海世博圆桌会议上透露出的信息。   明年光伏市场增速趋缓   近3个月以来,硅料价格已从50美元/公斤上涨到近80美元/公斤。业内人士分析认为,由于今年整个光伏行业的复苏,其产业链上的所有产品如太阳能电池硅片、电池片、组件等都呈现出供不应求的态势。   目前全球光伏消费市场主要取决于欧洲市场。2009年欧洲占全球光伏消费的73%,德国、西班牙仍然引领全球太阳能需求市场。不过,接下来的7个月德国将会连续2次降低补贴税率,这将在短期内直接影响市场的订单。   曹敏对中国证券报记者表示,今年公司的生产排期已经满负荷,全年订单已经饱满。不过,光伏行业的发展往往呈现出“脉冲式”发展,市场需求会受到市场环境、各国补贴政策、生产成本的影响。   曹敏进一步表示,目前光伏消费市场正在向全球扩散,预计今年欧洲消费占全球比重将减少至70%。光伏业需求还会持续增加,但不会是直线上升,预计明年全球市场增速会比今年有所放缓。   薄膜电池前景暗淡   目前薄膜太阳能电池转换率只有7%,而单晶行业平均达到17-17.5%,多晶达到17%,随着硅原料价格的大幅下降,薄膜太阳能原先的低成本竞争力已经很难再现。   无锡尚德在2008年金融危机之前是最高调要发展薄膜太阳能的企业。2007年5月,董事长施正荣宣布要投资3亿美元发展薄膜电池,并期待在今年能形成400兆瓦的规模。而在今年6月,无锡尚德在上海市闵行区投资28.6亿元建设的“千兆瓦级太阳能产业基地”项目正式启动时,施正荣对中国证券报记者表示,“近一年多晶硅价格大幅回归理性价位,薄膜电池经济性凸显不足,大规模生产计划将延期。”   晶龙实业集团副总经理曹敏对中国证券报记者表示,“现在太阳能晶硅光伏已经占主导地位,金融危机使得多晶硅价格从500美元/公斤,跌到50-60美元/公斤,造成薄膜低成本竞争优势不再。同时,光伏业产能转移也已经是一个趋势,今年欧洲电池片企业大都关门转移到了东南亚,明年很多组件部门也将关门。而目前中国光伏制造占全球1/2,明年将近一步集中到约占全球的2/3。”晶龙旗下拥有国内最大光伏企业之一的晶澳太阳能,预计今年产量将达1.35GW。   据中国证券报记者了解,作为全球两大薄膜电池设备生产之一的欧瑞康公司太阳能事业部中国区总经理孙海燕,在今年初也已经转投国内晶硅光伏产业一体化公司天合光能担任副总裁职务。
  • 物理所铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池研究取得进展
    铜锌锡硫硒太阳能电池(CZTSSe)是一种新型薄膜太阳能电池,因吸光系数高、弱光响应好、稳定性高、组成元素储量丰富、环境友好且价格低廉而颇具发展潜力,从而备受关注。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心孟庆波团队多年来在该类薄膜太阳能电池方面开展了系统研究,在高质量铜锌锡硫硒薄膜制备、界面调控、器件载流子动力学分析和电池效率提升等方面取得了系列研究成果。例如,基于二甲亚砜(DMSO)体系,发展了一种可以同时调控背界面和吸收层体相缺陷的Ge掺杂策略,所制备的CZTSSe电池认证效率为12.8%;在界面研究方面,引入有机电子传输层(PCBM)增强电荷抽取与传输,实现了12.9%的电池效率;在溶剂工程方面,发展了一种环境友好的水溶液体系,探索了小分子配体与金属离子相互作用对前驱膜、硒化膜晶体生长、薄膜微结构及器件性能的影响,获得了12.8%的电池认证效率。该团队已在CZTSSe电池材料及器件方面申请国家发明及实用新型专利13项。  近日,该团队与南京邮电大学教授辛颢合作,从硒化动力学角度出发,通过调节腔室压强来改变半封闭石墨盒中的硒化反应速率,进而调节铜锌锡硫硒薄膜的相演变过程。增加腔室压强后,研究通过原位实时硒分压监测发现,在硒化早期,硒分压被抑制,从而降低了硒化升温阶段(200-400 ℃)中前驱膜与气态硒蒸汽的碰撞几率;同时,正压条件下硒化能够抑制元素的非均匀扩散。在以上两点共同影响下,相演变过程在相对更高的温度下开始(>400 ℃),前驱膜表面经常出现的CuxSe、Cu2SnSe3等中间相被抑制,因此,实际相演变过程一步完成。由此获得的银替位CZTSSe(ACZTSSe)吸收层晶体质量高、内部孔洞少、表面缺陷浓度显著降低。所制备电池体相缺陷浓度降低了约一个数量级,电学性能也得到明显改善,并实现了全面积14.1%效率(认证全面积13.8%)的太阳能电池,是目前报道的最高效率。这一工作为进一步理解和调控铜锌锡硫硒相演变过程提供了动力学调控思路,并为其他类型多晶薄膜生长制备提供借鉴意义。  相关研究成果以Control of the Phase Evolution of Kesterite by Tuning of the Selenium Partial Pressure for Solar Cells with 13.8% Certified Efficiency为题,发表在《自然-能源》(Nature Energy,DOI:10.1038/s41560-023-01251-6)上。研究工作得到国家自然科学基金的支持。图1.(a)铜锌锡硫硒的相演变路径示意图;(b)原位监测获得的不同腔压下反应过程中的硒分压曲线;(c)铜锌锡硫硒太阳能电池认证报告(国家光伏产业计量测试中心)。图2.(a)对比组吸收层的SEM正面和截面图像;(b)实验组吸收层的SEM正面和截面图像;(c)对比组吸收层的能带结构;(d)实验组吸收层的能带结构。
  • 北京卓立汉光推出太阳能薄膜电池专用测试系统
    随着地球能源的不断枯竭,太阳能越来越受到人类的重视,太阳能光伏电池的研究也得到了空前的发展,目前的太阳能光伏电池主要以晶体硅电池为主,但随着科学的进步,研究的不断深入,越来越多的高效节能电池被开发使用,其中以薄膜电池为翘楚。薄膜电池以其高效、低耗、大面积电池等特点广泛受到人们的关注。薄膜太阳能电池的形态各异,结构也是多种多样,这对研究薄膜电池带来了不小的麻烦。在制造过程中我们不仅要了解电池的转化效率等直观因素,为了更好的提高工艺制造出更高效的太阳能光伏电池,我们更要深入了解电池的内部光电转化过程及其影响因素。在众多因素当中IV特性曲线和量子效率曲线图无疑是重中之重。 图一:IV曲线图 图二:量子效率 量子效率:是指太阳能电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。研究量子效率对了解电池内部光电转化有着重要意义。 早在2009年期间我公司在中科院张建民老师的带领下就研发试制了国内首台一体化自动测试量子效率系统,:SCS100测试系统。产品一经推出就受到了国内外太阳能研究人士的青睐。随着在太阳能电池测试领域经验不断地积累,公司今年上半年又推出了全新一代产品,SCS10-FILM薄膜电池专用测试系统。 系统针对薄膜电池的特点,加入了单光源双路可调偏置光,最大输出能够达到一个太阳强度。为了适应薄膜电池的宽光谱,光谱测试范围覆盖了0.3~1.70μm光谱带,并编写了功能强大的测试软件,不仅实现了自动计算量子效率曲线,而且能够计算出电池的短路电流密度,更加方便了评估电池的整体效率。同时系统还实现了漫反射测试和量子效率测试同步测试的功能,更加准确的计算电池的内量子效率。 图三:系统整体图 先进的光源配置: 系统的测试光源由卤素灯和氙灯光源两种灯源构成,这样,补偿卤素灯在紫外区能量不足的问题,又能解决氙灯光源在近红外有很多尖锐波峰的问题,实现了整个测试范围内的光源光谱平滑,有效增加了洗系统的稳定性。 图四:普通卤素灯的光谱图 图五:普通氙灯的光谱图 独特的测试光路设计: 大部分的量子效率测试系统都受困于量子效率测试点和反射率测试点不能够实现位置的重复定位,导致两参数测试在不同位置,这对于均与性不是很高的样品或高精度测试的试验中影响很大,本系统通过独特的光纤输出反射聚焦结构实现了反射率和量子效率同时同地测量的方式,有效地解决了上述问题带来的烦恼。通过聚焦反射光路,系统更能够大大降低色差对测试过程中带来的影响。由于太阳能电池的光谱测试范围宽,如果采用传统的投射聚焦方式进行测试,当测试到红外区时,因不同波长折射率不同的缘故聚焦光斑开始扩散,而红外区有是不可见的,因为会对测试带来极大的不确定因素。 强大的偏置光配置: 为了提高太阳能电池的转化效率,我们可以扩展电池的光谱响应范围以接受更多的太阳能,从而提高转化率,因此多节电池孕育而生。然而测试多结电池要比普通电池复杂得多,我们不仅要考虑多结电池的最小限流问题,还要考虑电池的偏压测试问题,因此测试多结电池我们要配有功能强大的偏置光附件,既能够满足光谱范围的需求,又能够对光强的要求。我们设计的单光源双路可调偏置光正可满足多结电池的测试需求,偏置光不仅实现了两路光能够各自调节光强,同时根据测试电池的不同,可选配不同的滤光片。 功能全面高效的软件: 软件集量子效率测试、反射率测试、内量子效率测试三测试功能于一体,自动计算画图,强大的图表处理能力,方便用户修改、标记测试曲线。多种格式输出保证了用户处理数据的方便使用。一键式参数文件保存功能不仅方便存贮测试数据还能保留测试参数,方便分析实验。 图六:功能强大的图标管理功能 特点总结: 1、实现内外量子效率同步测试 2、双光源测试,契合IEC标准,提高测试准确性 3、双路可调偏置光,轻松实现三节电池测试 4、功能强大的测试软件
  • Veeco举办CIGS薄膜太阳能电池技术研讨会
    Veeco日前与中国电子科技集团公司第十八研究所、中国化学与物理电源行业协会共同举办了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池技术研讨会,议题涵盖CIGS薄膜太阳能电池的最新生产设备、测试设备及目前中国光伏产业发展现状等。 Veeco主要为高亮度LED、太阳能、半导体用户提供技术解决方案。Veeco大中华区总经理王克扬表示,Veeco是业界目前唯一可将热源整合到CIGS Web镀膜系统上的薄膜沉积设备供应商,因此公司的FastFlex卷绕镀膜系统能够给客户带来卓越的高吞吐量的沉积方案,帮助客户快速完成从研发到量产的过程。 FastFlex Web镀膜系统,由Veeco于2008年5月收购的Lowell生产,具有吞吐量高、性能卓越、拥有成本低,并且具有紧凑的外形尺寸等特点。通过其灵活的结构设计可实现溅射,反应溅射和热蒸发镀膜,是Mo(钼),TCO(透明导电氧化物)和CIGS等太阳能薄膜制备的理想工具。王克扬介绍,系统可在多个沉积区实现旋转或平面磁场分布,用户可根据自身需要选用表面预清洗和多种泵系统。CIGS 系统配备有Veeco拥有专利并已在业界广为使用的PV系列热蒸发源,通过选用合适的沉积系统并优化工艺条件,可极大提高原料的利用率和降低镀层厚度的不均匀性(NU)。 Veeco目前针对薄膜太阳能电池的大规模生产向客户提供钼、CIGS及TCO沉积层的集成制造解决方案。经生产验证的CIGS热沉积源,因能高产量生产出超高质量薄膜,并转化成更高效、高成品率的多结太阳能电池,从而有效地新降低太阳能电池每瓦成本。TurboDisc E475是行业内领先的最大产能的MOCVD系统,针对大批量化合物材料的生产而设计,采用RealTemp 200技术可直接实现闭环原位晶片温度控制,并通过快速地开/关气体实现弯道处的严格控制,这两项技术的处理可带来优质的材料以及很高的工艺率,相较于前代产品E450提高了15%的产能并进一步降低了成本。 除多结太阳能电池外,该系统还可用于HBT、pHEMT器件,以及红、橙和黄光高亮度LED、激光二极管等。其TurboDisc K系列GaN MOCVD系统,主要用于大批量生产GaN基绿光LED和蓝色激光器,并对增加GPI的高亮度蓝光LED的产量也有明显作用。 王克扬介绍,Veeco目前在上海外高桥建有保税仓库,在北京和上海设立了多个联合实验室,为用户提供直接和周到的市场和技术支持。而薄膜太阳能电池和LED照明领域,是公司在中国重点拓展的目标市场,并且已有了实质性进展。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 全文引自《光伏国际》网络版,版权归《光伏国际》及Veeco公司所有
  • 美研制出增强薄膜太阳能电池吸光技术
    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。
  • 有机薄膜太阳能电池材料P3HT的TG-MS测定
    有机薄膜太阳能电池就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。其中,P型有机半导体(P3HT)是使用的材料之一,属于结晶性高分子,是一种3-己基噻吩的聚合物。实际使用的过程中,高分子的老化是不可避免的,因此需要对材料进行热稳定性的评价。日立热重-差热同步热分析仪STA7000系列,采用数字水平差动方式,基线更加稳定,能够检测到微量变化。并且有良好的扩展性,开发出TG-MS专用接口,可以与质谱(MS)进行联用,用于溢出气体定性分析。下面,通过热重-质谱联用(TG-MS)来评价P3HT的热稳定性,并分析其反应产生的气体。 实验结果■ TG和总离子流色谱图(TIC)P3HT在470℃附近开始发生热分解,有1个热失重台阶。由TIC图可见,P3HT产生的气体几乎全部是由热分解过程中产生的。■ MS(480℃附近)上图是480℃的MS图谱,可以得到溢出气体成分质核比和离子强度的信息,从而对热分解产物进行定性分析。 综上所述:TG-MS联用可以考察样品热失重过程中产生的气体或特定成分,为样品的分子结构和热分解反应机制提供必要的解释。关于日立TA7000系列热分析仪详情,请见:日立 DSC7020/DSC7000X差示扫描热量仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313721.htm日立 STA7000Series 热重-差热同步分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313727.htm日立 TMA7000Series 热机械分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313737.htm日立 DMA7100 动态机械分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313739.htm
  • 国内最大薄膜光伏研发检测中心投入使用
    河北保定天威集团透露,21日,该集团“天威薄膜光伏有限公司研发检测中心”正式投入使用,该中心也成为中国技术最先进、涵盖工艺最全面的薄膜太阳能技术研发中心之一。   据了解,天威薄膜光伏有限公司研发检测中心一期投资1.5亿元,建筑面积5000平方米 。检测中心建有一条年产能为2兆瓦的薄膜硅太阳能电池中试线,以及高效率薄膜硅太阳能电池研发实验室、新型薄膜电池及组件研发实验室、组件可靠性检测中心等实验室群。   据威薄膜光伏有限公司总经理马文学介绍,中心具备完善的研发与检测设备和优秀的技术团队,可进行高效率大面积薄膜硅太阳能电池的开发与试制生产,还可进行薄膜太阳能电池的相关基础研究和新型光伏产品研发,同时可为本企业和其他企业提供符合行业相关标准的样品试制、产品检测、检验等服务。   据悉,该中心以其最先进的技术和最全面的工艺,成为中国薄膜光伏行业规模最大的研究和服务平台。
  • 纳米薄膜材料制备技术新进展!——牛津大学也在用的薄膜沉积系统,有什么独特之处?
    一、纳米颗粒膜制备日前,由英国著名的薄膜沉积设备制造商Moorfield Nanotechnology公司生产的套纳米颗粒与磁控溅射综合系统在奥地利的莱奥本矿业大学Christian Mitterer教授课题组安装并交付使用。该设备由MiniLab125型磁控溅射系统与纳米颗粒溅射源共同组成,可以同时满足用户对普通薄膜和纳米颗粒膜制备的需求。集成了纳米颗粒源的MiniLab125磁控溅射系统 传统薄膜材料的研究专注于制备表面平整、质地致密、晶格缺陷少的薄膜,很多时候更是需要制备沿衬底外延生长的薄膜。然而随着研究的深入,不同的应用方向对薄膜的需求是截然不同。在表面催化、过滤等研究方向,需要超大比表面积的纳米薄膜。在这种情况下,纳米颗粒膜具有不可比拟的优势。而传统的磁控溅射在制备纯颗粒膜方面对于粒径尺寸,颗粒均匀性方面无法实现控制。气相沉积法、电弧放电法、水热合成法等在适用性、操作便捷性、与传统样品处理的兼容性等方面不友好。在此情况下,Moorfield Nanotechnology推出了与传统磁控溅射和真空设备兼容的纳米颗粒制备系统。不同条件制备的颗粒粒径分布(厂家测试数据)不同颗粒密度样品(厂家测试数据)纳米颗粒制备技术特点:▪ 纳米颗粒的大小1 nm-20 nm可调;▪ 多可达3重金属,可共沉积,可制备纯/合金颗粒;▪ 材料范围广泛,包括Au、Ag、Cu、Pt、Ir、Ni、Ti、Zr等▪ 拥有通过控制气氛制造复合纳米粒子的可能性(类似于反应溅射)▪ 的纳米颗粒层厚度控制,从亚单层到三维纳米孔▪ 纳米颗粒结构——结晶或非晶、形状可控纳米颗粒膜的应用方向:▪ 生命科学和纳米医学: 癌症治疗、药物传输、抗菌、抗病毒、生物膜▪ 石墨烯研究方向:电子器件、能源、复合材料、传感器▪ 光电研究:光伏研究、光子俘获、表面增强拉曼▪ 催化:燃料电池、光催化、电化学、水/空气净化▪ 传感器:生物传感器、光学传感器、电学传感器、电化学传感器 二、无机无铅光伏材料下一代太阳能电池的大部分研究都与铅-卤化物钙钛矿混合材料有关。然而,人们正不断努力寻找具有类似或更好特性的替代化合物,想要消除铅对环境的影响,而迄今为止,这种化合物一直难以获得。因此寻找具有适当带隙范围的无铅材料是很重要的,如果将它们结合起来,就可以利用太阳光谱的不同波长进行发电。这将是提高未来太阳能电池效率降低成本的关键。近期,牛津大学的光电与光伏器件研究组的HenrySnaith教授与Benjamin Putland博士研究了具有A2BB’X6双钙钛矿结构的新型无机无铅光伏材料。经过计算该材料具有2 eV的带隙,可用做光伏电池的层吸光材料与传统Si基光伏材料很好的结合,使光电转换效率达到30%。与有机钙钛矿材料相比,无机钙钛矿材料具有结构稳定使用寿命更长的优势。而这种新材料的制备存在一个问题,由于前驱体组分的不溶性和复杂的结晶过程容易导致非目标性的晶体生长,因此难以通过传统的水溶液法制备均匀的薄膜。Benjamin Putland博士采用真空蒸发使这些问题得以解决。使用Moorfield Nanotechnology的高质量金属\有机物热蒸发系统,通过真空蒸发三种不同的前驱体,研究人员成功沉积制备出了所需要的薄膜。真空蒸发具有较高的控制水平和可扩展性,使得材料的工业化制备成为可能。所制备的薄膜在150℃退火后,XRD图。所制备的薄膜在150℃退火后,表面SEM图 三、Moorfield 薄膜制备与加工系统简介Moorfield Nanotechnology是英国材料科学领域高性能仪器研发公司,成立二十多年来专注于高质量的薄膜生长与加工技术,拥有雄厚的技术实力,推出的多种高性能设备受到科研与工业领域的广泛好评。高精度薄膜制备与加工系统 – MiniLab旗舰系列和nanoPVD台式系列是英国Moorfield Nanotechnology公司经过多年技术积累与改进的结晶。产品的定位是配置灵活、模块化设计的PVD系统,可用于高质量的科学研究和中试生产。设备的功能和特点:▪ 蒸发设备:热蒸发(金属)、低温热蒸发(有机物)、电子束蒸发▪ 磁控溅射:直流&射频溅射、共溅射、反应溅射▪ 兼容性:可与手套箱集成、满足特殊样品制备▪ 其他功能设备:二维材料软刻蚀、样品热处理▪ 设备的控制:触屏编程式全自动控制
  • 汉能与中科院设立“先进薄膜光伏联合实验室”
    p   4月11日上午,为促进钙钛矿等先进电池技术研究和产业化发展,汉能控股集团与中国科学院半导体研究所在中科院半导体研究所举行“先进薄膜光伏联合实验室”揭牌仪式。汉能控股集团董事会主席李河君、中科院半导体所所长李树深院士等领导出席了揭牌仪式。 br/ /p p   揭牌仪式上,李树深院士首先致欢迎词,并介绍了中科院半导体研究所的发展历程和现有科研实力,随后李河君在讲话中指出,薄膜太阳能电池技术是光伏技术的发展方向,目前已经上升为国家战略,得到中央领导和有关部委的高度关注和支持,未来薄膜太阳能电池市场前景非常广阔。汉能自2009年进入薄膜太阳能电池领域以来,投入大量资金和人力、物力用于技术研发,通过全球技术整合和自主创新,汉能薄膜太阳能发电技术已达到国际领先水平,成为全产业链整合的高科技能源企业。 /p p   李河君表示,此次与中科院半导体所共建的“先进薄膜光伏联合实验室”是汉能控股集团和我国顶尖的科研院所成立的首个联合实验室,希望未来双方能在更广阔的领域开展深度合作,共同推进薄膜太阳能电池技术的发展和产业化进程。 /p p   双方在愉快的气氛中签署了合作协议,并为“先进薄膜光伏联合实验室”揭牌,之后李河君还在中科院半导体研究所科研人员的陪同下参观了实验室,并仔细了解了钙钛矿电池的制作过程。 /p p br/ /p
  • 拉曼光谱:精准量化微晶硅薄膜晶化率
    引言微晶硅薄膜是纳米晶硅、晶粒间界、空洞和非晶硅共存的混合相无序材料,具有稳定性好、掺杂效率高、长波敏感性较强、可低温大面积沉积、原材料消耗少以及能在各种廉价衬底材料上制备的优点,为了使太阳能电池能够大规模连续化生产并且具有更高的效率,硅异质结太阳能电池开始使用微晶硅薄膜替代非晶硅层。升级后的硅异质结太阳能电池的光电转换效率与微晶硅薄膜的结晶度密切相关。其中,结晶率指晶态硅与晶界占非晶态、晶态、晶界总和的质量百分比或体积百分比,是评价结晶硅薄膜晶化效果的一项重要指标。在行业内通常使用拉曼光谱分析法评估微晶硅薄膜的晶化率[1,2]。实验与结果分析晶体硅排列有序,键角和键长高度一致,拉曼峰形尖锐位于520cm-1附近,无定形硅结构相对无序,拉曼峰形展宽位于480cm-1附近。采用两种结构的拉曼特征峰值(峰强或峰面积)可以实现硅晶化率的分析,晶化率计算公式如下:其中和表示在520cm-1 和480cm-1附近的拉曼峰的面积,中心为520 cm-1附近的拉曼峰是晶体硅的特征峰,位于480 cm-1附近的拉曼峰是非晶硅的约化声子谱密度。本文采用卓立汉光自主研制的Finder 930全自动共聚焦显微拉曼光谱仪分析了硅基底上微晶硅薄膜晶化率,拉曼光谱实测数据及多峰拟合结果如图1所示。可以观测到拉曼峰位在310cm-1附近的类纵声学模(类TA 模)特征峰,在480 cm-1附近的类横光学模(类TO模)分解为峰位在470 cm-1附近(Prim TO)和在490 cm-1处(Seco TO)两个特征峰。对于出现晶态硅特征峰的样品对应于峰位在510cm-1附近的晶粒间界拉曼散射成分(GB)特征峰[3]。 卓立汉光自主开发了晶化率自动计算软件,可以实现自动分峰拟合和晶化率计算,软件操作简单,易于使用,晶化率拟合结果如图2所示,自动计算结果可知晶化率为33.52%. 图2 采用自主研制软件拟合结果拉曼光谱技术可以无损分析微晶硅薄膜晶化率,在晶硅(晶体硅)与无定型硅(非晶硅)的定量鉴别及晶化率评估中展现出优异性能,通过解析特征峰的强度或面积,直接计算得出材料的晶化率,为材料性能评估提供了实验依据。参考文献[1]赵之雯,刘玉岭.微晶硅薄膜稳定性的研究[J].河北工业大学学报,2011,40(02):13-15[2] 高磊等. 微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用[P].2023.06.23.[3] 范闪闪,郭强,杨彦彬,等.相变区硅薄膜拉曼和红外光谱分析[J].光谱学与光谱分析,2018,38(01):82-86.
  • 行业解决方案 | 布劳恩赋能钙钛矿薄膜制备
    钙钛矿(Perovskite)是具有特定晶体结构的材料,晶体结构中可以嵌入许多不同的阳离子,从而可以开发多种工程材料。在过去几年中,这种材料已被广泛用于钙钛矿太阳能电池(PSC)的研发。钙钛矿太阳能电池是一类以金属卤化物钙钛矿材料作为吸光层的太阳能电池。作为第三代新型太阳能电池,在过去的几年里发展极为迅速。单节钙钛矿太阳能电池的转换效率已经从 2009年的3.8%上升到2023年的26.1%。钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池转换效率已达到33.7%,超过了单节晶硅太阳能电池所达到的最高转换效率。相比于晶硅电池,钙钛矿电池具有原料成本低、生产工艺简单,极限转换效率高、高柔性等优势,可以应用于光伏发电、LED等领域,发展前景广阔。作为光伏行业的重要参与者,MBRAUN在钙钛矿薄膜制备应用方面具备丰富的研发和产业经验。可结合客户需求,为客户提供从研发、中试到量产级别的设备,系统和半自动/自动化整体解决方案。以下是MBRAUN部分相关产品概览:01物理气相沉积钙钛矿材料具有蒸发温度低,腐蚀性强,难以共蒸等特点,从而影响工艺的可重复性和稳定性。MBRAUN专门设计了拥有专利技术的真空镀膜系统用于蒸镀低沸点钙钛矿材料。该系统的核心理念是对整个系统进行温度控制,以防止出现沉积后的二次蒸发现象。所有部件均均采用耐腐蚀材料和易于清洁维护的特殊设计,特别适用于具有腐蚀性和毒性的钙钛矿材料。目前该系统已被多个知名学府和研究机构应用,2022年12月,德国HZB使用PEROvap蒸镀系统制备的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的转换效率达到32.5%。02旋涂在实验室级别的钙钛矿研究中,旋涂法是最被广泛应用的一种方法。尽管这种方法材料利用率很低,且随着基底面积增大,中心和其辐射边缘成膜不再均匀,但是对于优化薄膜厚度,研究钙钛矿结晶及其分解机理有极大的方便之处。MBRAUN提供的旋涂设备具有可编程功能,能够编辑储存包括速度、加速度和旋涂时间在内的多个参数,方便用户灵活地开展前沿研究,尤其是研究对空气敏感的材料。同时可提供各种可选配件,如半自动注液系统、脚踏开关和内衬(便于清洁)等。全系列标准的和定制的真空吸盘,带有快速更换装置,使旋涂功能变得更加全面完善。03狭缝涂布狭缝涂布机的设备造价显著低于真空镀膜设备,却可以达到很高的材料利用率(高达95%)。狭缝涂布技术广泛应用于许多前沿高科技领域,可以将液体材料涂布到刚性或柔性基板上以制备功能膜层。特别是在大尺寸大容量薄膜太阳能电池的生产制造上,狭缝涂布技术不断获得业界关注并被普遍认为具备产业化潜力。在狭缝涂布技术应用中应特别注意环境中粉尘对涂布工艺的影响。在不合格的无尘环境下进行狭缝涂布工艺,纳米级薄膜(干膜厚度)将被完全破坏。为了避免这个问题,MBRAUN开发了小型洁净系统,可以在惰性气体环境下运行,并在该环境内同时实现ISO1的洁净等级。04热板湿法制膜设备需要经过良好的固化后才能形成均匀的薄膜,以制备高效率的器件。热板是MBRAUN工艺设备系列中的最新设计之一,用于在可控条件下固化在刚性基片上沉积的有机薄膜。具有非常好的温度均匀性、温控精度、工艺稳定性、可重复性,以及高度的灵活性,应用范围覆盖基础研究到复杂的制造工艺。05自动化当用户开始关注如何消除人为失误、增加产能以及提高工艺重复性和稳定性时,就一定会需要自动化解决方案。MBRAUN作为钙钛矿电池领域的整体方案头部厂商,在超净生产环境管控(无水、无氧、无尘),自动化物流,工艺生产和检测设备集成整合,生产安全管理,生产信息记录等领域具备丰富的技术和经验储备。多年来,MBRAUN设计并交付了一系列从半自动化到全自动化范围的高度集成的系统,为客户量身定制解决方案,充分满足客户的每个特定需求,在行业内获得高度好评。如果您有相关需求,欢迎致电布劳恩!
  • 锂金属电池保护薄层 可提高电池效率并允许冷充电
    p 据外媒报道,宾夕法尼亚州立大学研究团队表示,想要开发可靠、快速充电、适宜在寒冷天气下工作的汽车电池,自组装薄层电化学活性分子或将成为解决方案。 /p p br/ /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/70cad0b3-66f1-47a4-989c-f6ad1caabc2a.jpg" title=" 202009011201548733.jpg" alt=" 202009011201548733.jpg" / /p p style=" text-align: center " 锂图片来源:PSU官网 /p p br/ /p p 金属电池是继锂离子电池之后的下一代电池,宾夕法尼亚州立大学机械工程教授、电池和储能技术中心的主要研究人员Donghai Wang说,“这种电池使用的是锂负极,能量密度更高,但存在枝晶生长、效率低和循环寿命短等问题。”研究人员表示,具有电化学活性的自组装单层,可以分解成合适的构成部分,保护锂负极表面,从而解决这些问题。 /p p br/ /p p 这类电池由锂负极、锂金属氧化物正极和电解质构成,其电解质中含有锂离子导电材料和保护性薄膜层。在快速充电或在寒冷的条件下,如果没有保护层,电池中可能逐渐长出锂枝晶,最终会导致电池短路,大大降低电池的实用性和循环寿命。Wang表示:“关键在于调整分子化学,使其能够在表面自我组装。”在充电时,这种单层可以提供良好的固态电解质界面,从而保护锂负极。 /p p br/ /p p 研究人员将这种单层膜沉积在薄铜层上。在电池充电时,锂撞击单层并分解形成稳定的界面层。部分锂与剩余的层体一起沉积在铜上,原层分解的部分在锂上面进行重组,从而保护锂,防止生成锂枝晶。 /p p br/ /p p 据研究人员介绍,利用这项技术,可以提升电池的存储容量,增加充电次数。Wang说:“这项技术的关键在于能够在需要的时候及时形成一层膜。这种膜可以分解并自动转化,然后留在铜上并覆盖锂表面。这种技术可以应用于无人机、汽车或一些水下低温应用的小型电池中。” /p
  • 我国自主知识产权薄膜透光组件研制成功
    从启动项目至今,仅仅经过 31天的时间,该公司天威薄膜研发检测中心自主研发的具有我国自主知识产权太阳能薄膜透光组件,于今日正式下线。   试验和检测数据表明,该太阳能薄膜透光组件电池性能达到国际同行业领先水平,表明中国企业开发掌握了大面积硅基薄膜透光光伏组件的关键制造技术与工艺,为未来开发更多满足客户个性化需求的产品奠定了坚实的基础,标志着天威集团进军太阳能光伏发电行业迈出了坚实的一步。   据天威薄膜研发检测中心副主任贾海军博士介绍说,该透光组件透光率达 30%,可用于立面透明幕墙,相比于晶体硅透光组件,太阳能薄膜透光组件外观更加优美,高温和弱光性能好,可以在阴天微弱光线下发电,同标称功率下发电量最多。   据悉,天威薄膜研发检测中心是全世界技术最先进、涵盖工艺最全面的薄膜太阳能技术研发中心之一,不仅可以进行大面积硅薄膜太阳能电池的试制生产,还可以进行新一代高效率太阳能电池的基础研究和产品研发。同时,该中心还可为本企业、华北乃至整个中国其他企业提供符合行业相关标准的样品试制、产品检测检验等服务,对于拉动中国光伏行业发展具有重要意义。
  • 新型空穴型透明导电薄膜问世
    记者1月25日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到,该院固体物理研究所功能材料物理与器件研究部和本院等离子所等单位科研人员合作,在空穴型近红外透明导电薄膜研究方面取得新进展:他们设计并制备了新型空穴型铜铁矿薄膜,并通过参数优化让新型薄膜获得了较高的近红外波段透过率和较低的室温方块电阻。相关研究结果日前发表在《先进光学材料》杂志上。  透明导电薄膜是一类兼具光学透明和导电性的光电功能材料,在触摸屏、平板显示器、发光二极管及光伏电池等光电子器件领域有着广泛应用。目前,商用的透明导电薄膜均为电子型,空穴型透明导电薄膜由于空穴有效质量大、空穴迁移率低和空穴掺杂性差,其光电性能远落后于电子型透明导电薄膜,这严重阻碍了新型透明电子器件的发展。  在国家自然科学基金的支持下,研究人员通过理论计算发现,含有铑、氧等元素的铜铁矿结构材料是一种间接带隙半导体,其中的铜离子与氧离子的原子轨道可进行杂化,从而减弱价带顶附近载流子的局域化,实现空穴型高电导率;另一方面该材料在可见光及近红外波段表现出弱的光吸收行为,具有高透过率。研究人员在前期金属型铜铁矿薄膜的研究基础上,采用非真空工艺进一步获得了大尺寸空穴型铜铁矿透明导电薄膜。该薄膜表现出主轴自组装织构的生长特征,有利于其内载流子的传输,提高空穴的迁移率。另外,由于三价铑离子的离子半径可实现空穴型载流子重掺杂,使得镁掺杂铜铁矿结构材料具有非常高的室温导电率、较高的近红外波段透过率以及低的室温方块电阻。  这种高性能的空穴型透明导电薄膜的发现,为后续基于透明电子型及空穴型薄膜的高性能全透明异质结构的研发及应用提供了一种潜在的候选材料。
  • 新型有机薄膜传感器或可替代外部光谱仪?
    德国科学家研制出一种新型有机薄膜传感器,它能以全新的方式识别光的波长,分辨率低于1纳米。研究人员称,作为一款集成组件,这种新型薄膜传感器未来可替代外部光谱仪,用于表征光源。这一技术已经申请专利,相关论文刊发于最新一期《先进材料》杂志。  光谱学被认为是研究领域和工业领域最重要的分析方法之一。光谱仪可以确定光源的颜色(波长),并在医学、工程、食品工业等各种应用领域用作传感器。目前的商用光谱仪通常“体型”较大且非常昂贵。  现在,德累斯顿工业大学应用物理研究所(IAP)和德累斯顿应用物理与光子材料综合中心(IAPP)的研究人员与该校物理化学研究所合作,开发出了一种新型薄膜传感器,能以一种全新的方法识别光的波长,而且,由于其尺寸小、成本低,与商用光谱仪相比具有明显优势,未来或可成功替代后者。  新型传感器的工作原理如下:未知波长的光激发薄膜内的发光材料。该薄膜由长时间发光(磷光)和短时间发光(荧光)的器件组成,它们能以不同方式吸收未知波长的光,研究人员根据余辉的强度推断未知输入光的波长。  该研究负责人、IAP博士生安东基奇解释说:“我们利用了发光材料中激发态的基本物理特性,在这样的系统内,不同波长的光激发出一定比例的长寿命三重和短寿命单重自旋态,使用光电探测器识别自旋比例,就可以识别出光的波长。”  利用这一策略,研究人员实现了亚纳米光谱分辨率,并成功跟踪了光源的微小波长变化。除了表征光源,新型传感器还可用于防伪。基奇说:“小型且廉价的传感器可用于快速可靠地确定钞票或文件的真实性,而无需任何昂贵的实验室技术。”  IAP有机传感器和太阳能电池小组负责人约翰内斯本顿博士说:“一个简单的光活性膜与光电探测器结合,形成一个高分辨率设备,令人印象深刻。”
  • 第六位国际知名教授受聘天威薄膜研发检测中心
    5月26日,天威薄膜公司聘请荷兰乌特勒支大学 Ruud E.I.Schropp 教授为该公司研发检测中心顾问委员会委员,中国兵装集团总经理助理、天威集团副董事长、总经理、党委副书记丁强为其颁发聘书。   顾问委员会委员将参与研发课题方向的确定以及具体的技术指导,帮助天威薄膜公司实现技术的不断升级。目前该公司研发检测中心顾问委员会已经聘有六位国内外知名专家学者,这标志着该公司的科研力量得到进一步加强,为推动核心竞争力和可持续发展能力的不断提升提供了坚强的保障。   据了解,Schropp教授投身低成本高效率太阳能研究领域25年,在国际享有盛誉,致力于将新型CVD技术和新型材料应用到薄膜晶体管和太阳能电池上,开发出了HWCVD和VHF PECVD来制造高效低成本电池器件。1996年,他参与发明了柔性电池的卷对卷技术,这在世界领域内是一种全新的技术,具有广阔的应用空间和十分光明的前景。同时,他在乌特勒支大学组建的半导体研发试验室和太阳能研究实验室处于世界一流水平。截至目前,Schropp教授已经在行业权威刊物上发表论文400余篇,拥有专利11项,培养博士生数十名。   据介绍,天威薄膜研发检测中心是中国技术最先进、涵盖工艺最全面的薄膜太阳能技术研发中心之一,建有一条年产能为2兆瓦的薄膜硅太阳能电池中试线,以及高效率薄膜硅太阳能电池研发实验室、新型薄膜电池及组件研发实验室、组件可靠性检测中心等实验室群,不仅可以进行大面积硅薄膜太阳能电池的试制生产,还可以进行新一代高效率太阳能电池的基础研究和产品研发,对于带动中国光伏行业发展具有重要意义。
  • 一层隔膜两重天:国产锂电池尚需拨云见日
    p   “也不知道这辆车的电池能坚持多久?” /p p   6月15日上午,望着窗外驶过的又一辆新能源汽车,南开大学新能源材料化学研究所所长、博士生导师周震习惯性地自语道。 /p p   从事新能源材料研究20多年,看着日渐增多的新能源汽车,周震欣喜之余,仍存忧虑,“锂电池的基础材料研究,我们与世界一流水平还有差距,尤其高端电池隔膜材料仍然依赖进口”。 /p p   在周震等业内专家看来,作为新能源车的“心脏”,国产锂离子电池(以下简称锂电池)目前“跳”得还不够稳。 /p p style=" text-align: center " strong   跨越太平洋的“四国游戏” /strong /p p   去年全球动力电池销量前10的企业中,中国企业就占了7席,在市场份额上超越日本,占据了世界第一位 预计到2020年,我国在全球电池市场所占的份额将达七成以上 目前我国电池生产企业已超过了200家,是全球拥有锂电池生产企业最多的国家……然而这一串的数字,并没有让业内人士觉得骄傲,不少人接受采访时指出,虽然我国已经形成了比较完善的动力电池产业链,电池产业规模够大,但是还远称不上强。 /p p   在锂电池领域存在着一个跨越太平洋的“四国游戏”。“从行业角度来看,美国有比较强的研发设计能力,目前仍然引领锂电池原始创新、核心材料研发 日本作为电池材料制造大国,生产规范严格,能够最先制造出新的成品电池 我国和韩国作为第二梯队,后续跟进……”周震解释说,“相较日、韩,我国的低端锂电池产品更有优势,主要是由于人工和原始材料相对便宜,但是在部分高端产品,尤其是事关电池安全性的核心材料和制造工艺,仍有较大的差距。” /p p   据了解,电池四大核心材料中,正、负极材料、电解液都已实现了国产化,唯独隔膜仍是短板。国产隔膜主要供应低端3C类电池市场,高端隔膜目前依然大量依赖进口。核心专利缺乏,隔膜等关键材料不给力,不仅成了国产锂电池难以承受之痛,也拖了国产锂电池企业“走出去”的后腿。 /p p   天津力神电池一位负责人在接受科技日报记者采访时表示,锂电池最前沿的三元材料,核心专利掌握在美国3M公司和阿贡国家实验室的手中,3M公司持有常规化学计量比的NMC材料的专利,阿贡国家实验室拥有层状富锂材料专利。目前,松下、三星、LG等主流厂商都要花钱购买相关专利授权。“国内锂电池企业众多,未来进入国际市场,面对国际巨头竞争,缺乏核心专利和材料技术是中国电池企业未来最大的隐忧和短板。”该负责人表示。 /p p style=" text-align: center " strong   一层薄膜两重天 /strong /p p   采访中,有电池材料专家告诉记者,隔膜是锂电池的关键组件之一,隔膜主要材质为多孔质的高分子膜,包括聚乙烯及聚丙烯。锂电池用的隔膜对安全性、渗透性、孔隙度及厚度都有严苛的要求。 /p p   “在锂电池内部,带有电荷的离子,在正负极间流动穿梭,才能形成电流,而隔膜位于电池内部正负极之间,既要防止正、负极直接接触,又要确保电解质离子顺利通行。”周震形象地解释说,电池电解液犹如河流,锂离子好比河上行驶的小船,隔膜是拦腰而建的大坝,一个个隔膜孔就像是大坝上的闸门,正常情况下,离子自由穿梭到达正负极,完成充放电的循环。 /p p   “高端的隔膜一般附带有陶瓷材料,如果电解液温度过高,材料膨胀,孔隙会像闸门一样关闭,切断离子交流,从而避免电池因温度过高而起火爆炸。”周震介绍说,隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种材料,其技术难点在于造孔的工程技术、基体材料,以及制造设备。“技术要求高,价格自然也就贵,差不多占到了电池总成本一成以上。” /p p   目前,世界上最好的锂电池隔膜材料出自旭化成和东燃化学两家日本公司,而国内锂电池铝塑膜市场九成份额也被昭和电工等日本厂商垄断。天津力神公司的工程师告诉记者,与日本相比,我国的高端隔膜差距明显。国产隔膜产品一致性不高,存在孔隙率不达标,厚度、孔隙分布以及孔径分布不均等问题。 /p p   隔膜的品质直接影响电池容量、充放电循环寿命、阻燃止爆安全性能等指标。业内人士感慨:“一层隔膜两重天,迈过去就是晴天!” /p p style=" text-align: center " strong   国产隔膜急需突破 /strong /p p   目前锂电池隔膜制造工艺主要分湿法和干法。记者采访中了解到,我国在干法工艺上已迈入了世界第一方阵,但在湿法隔膜领域,国内企业虽掌握方法,但整体仍难以与外国巨头抗衡,此外,核心生产设备也主要依赖进口。 /p p   数据显示,2017年,国内锂电市场规模达到了1130亿元左右,其中动力锂电池规模大约600亿元。而国家工信部印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011—2020年)》也显示,到2020年我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆/年。有电池行业协会据此估算,我国未来每年需要的高品质车用动力电池隔膜材料需求量将达到数亿平方米。 /p p   “锂电池发展要想不受制于人,隔膜等高端材料无法回避!”天津巴莫股份有限公司总经理吴孟涛认为,如此巨大的市场需求,完全依赖外国厂商,不仅不现实,也将是国产动力锂电池最大隐忧。 /p p   高端隔膜技术具有相当高的门槛,不仅要投入巨额的资金,还需要有强大的研发和生产团队、纯熟的工艺技术和高水平的生产线。“对于湿法制造工艺来说,树脂材料与添加剂的挤出混合过程以及拉伸过程是两大核心难点。”周震认为,国内隔膜企业要想有更大的作为,必须要在基础材料表面处理工艺、胶粘剂配方工艺、产品冲压拉伸等涉及材料、设备和工艺控制等三大领域“补课”,此外,在隔膜产业链上游,包括国产涂布机等在内核心生产装备也需要迎头赶上,尽快实现国产化更大突破。 /p p   “好比登山,离山顶越近成功登顶的希望就越大,而这时需要付出的努力也多!”周震说道。 /p p br/ /p
  • 标际参展第六届中国国际高性能薄膜展圆满成功
    广州标际包装设备有限公司于11月25日-27日前往深圳(福华三路)会展中心参加2013第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会,广州标际此次参展取得圆满成功。 图1,标际展台布置展会信息:展会名:2013第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会时间:2013年11月25日—27日地点:深圳会展中心(福华三路)标际展位:3号馆A350展台展会网站:www.film-expo.com标际网站:www.gdtest.com.cn www.gbtest.cn 【Film Expo 2013 展出范围】※高功能薄膜展区※光学薄膜、锂离子电池隔离膜、喷涂替代薄膜、触控式面板用薄膜、电解质薄膜燃料电池、光触媒薄膜、 半导体用薄膜、塑料基板薄膜 、太阳能/充电式电池用薄膜、生物可分解塑胶膜 、其他功能性薄膜等;※成型?转换?二次加工展区※ 分切分条机、涂布印刷设备、干燥设备、表面处理/硬化装置、紫外线照射装置、电晕处理机、刀/切割工具,模切机、挤压机、伸线机、混和机,搅拌器、滚轮/卷芯 、T-印模?膨脹印模?多层印模、捲取机,複捲机、打样切割机、輸送带/节省人力机器、铸造设备、压膜机、过滤器及其他薄膜加工技术等;※薄膜检查/測量/分析展区※ 缺陷检查系统、反射检查装置、气泡检查系统、热收缩測定系统、厚度、硬度測量系统、其他相关设备系统等; ※功能材料展区※ R原材料/添加剂、粘着性材料、积层膜/镀膜材料、其他功能材料等;※无尘/静电防护展区※ 清洁室系统、无尘清洁滚轮及刷、静电/防静电产品、无尘清洁裝、空调设备、其他清洁无尘产品等; 图2,公司员工给顾客热情讲解仪器信息 广州标际携最新研发的各大系列包装检测仪器盛装出展,仪器性能稳定,性价比高,赢得广大参展客户的一致好评。其中广州标际的WGT-S雾度透光率测定仪成为本次参展明星仪!其他好评仪器有:透氧仪,透湿仪,透气仪,气调保鲜箱,全自动封管机等。感谢广大客户对本公司的大力支持,同时也热烈祝贺广州标际包装设备有限公司在本次展会上取得圆满成功!
  • 布鲁克海文实验室与洛斯阿拉莫斯共同研发透明纳米薄膜
    美国能源部布鲁克海文国家实验室(Brookhaven)和洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos)于近日宣称,其研究结果表明透明薄膜具有在相对较大面积内吸收光并生产电荷的能力。同时,两家实验室的专家还在《化学材料》(Chemistry of Materials) 期刊上发表了相关文章,称此材料可用于生产透明太阳能电池板或太阳能窗户,从而在实际应用中将吸收的太阳能转换至可使用电力。 六边形的边密集地排列,可吸收强烈光线,也可以方便地进行发电   据称,此种材料是在半导体聚合物中注入富含丰富碳元素的富勒烯(fullerenes)而制成的。在监控条件下,这种材料可以在数微米大的面积上进行自组装并形成如蜂窝状的可重复网格。此蜂窝薄膜是在聚合物/富勒烯混合溶液中滴入微米大小的水滴使其遍布溶液表层而制成的。随着溶剂的蒸发,此聚合物逐渐形成六角型图案,即蜂巢状外观。   “虽然这种蜂窝状图案的薄膜此前曾使用聚苯乙烯等传统聚合物进行制作,但此文章首次提出半导体及富勒烯的混合材料可以有效地吸收光线、产生电荷并进行分离电荷。”布鲁克海文国家实验中心的功能纳米材料首席科学家及物理化学家米尔恰• 科特勒特表示(Mircea Cotlet)。   “此外,由于这种材料的聚合物链只在六角形的边缘处分布稠密,而其余的中心面积则分布非常薄且相对松散,因此其具有较高的透明性。分布稠密的边角处可以更容易地吸收光线并同时促进发电,而中心地带则由于无法吸收足够光线而保持相对透明。”   据CFN材料科学家Xu Zhihua先生表示,此大面积图案可应用在许多方面用来生产能源,包括太阳能窗户、透明太阳能电池板及光显示等。   此蜂窝结构的一致性已被诸多扫描探针和电子显微镜方法验证。此外,结构中的边缘位置、蜂窝中心及网格节点处的光学性质和生产电荷,也已经过共聚焦荧光时间分辨荧光显微镜的测试。   “溶剂蒸发速率越慢,所产出的聚合物就越紧凑,电荷传输效果也就越好,” 科特勒特在讨论聚合物的形成时指出,他还表示,材料的成型程度取决于溶剂的蒸发速率,同时也就决定了材料的电荷传输速率。   科特勒特总结道:“我们的工作使我们更深入地了解了蜂窝结构的光学特性。下一步将是使用这些蜂窝薄膜来制作透明柔性有机太阳能电池及其他设备。”
  • 标际参展第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会
    广州标际包装设备有限公司参展第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会 我司将于2013年11月25日去往深圳会展中心参加2013第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会,预祝本司此次参展取得圆满成功。展会介绍 全球最大功能性薄膜展“2013第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会”简称:“Film Expo 2013”,展览总面积拟定67,000平方米,共8个标准展馆,预计将云集中外品牌展商达1800余家,超过100,000名观众到场,是全球功能性薄膜行业顶级年度盛会高性能薄膜随着性能的提升被应用于各种产业,如平板显示器、太阳能电池、充电电池、医疗器材、建材、软板、食品包装、照明(LED,OLED)等行业。展会安排展会时间:2013年11月25日—11月27日 参展地址:深圳会展中心(深圳地铁1号线会展中心站)广州标际展位:3号馆A350号广州标际网址:www.gdtest.com.cn 广州标际将携最新研发的各大系列包装检测仪器盛装出展,所研发的仪器既满足国内外标准,检测结果也能和世界知名品牌相比对,仪器性能稳定,性价比高,欢迎广大客户朋友届时参观指导,谢谢!
  • 氢能电池质子交换膜检测方案及仪器配置
    在新能源技术飞速发展的今天,氢能电池以其高效、清洁、可再生的特点,成为了未来能源领域的重要方向。质子交换膜(Proton Exchange Membrane, PEM)作为氢能燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)的核心部件,其性能直接决定了燃料电池的整体效率、稳定性和安全性。因此,制定科学合理的质子交换膜检测方案,并配置相应的精密仪器,对于保证氢能电池的质量至关重要。一、质子交换膜检测方案概述质子交换膜检测方案主要包括以下几个方面:气体透过率测试、力学强度测试、厚度均匀性测试以及电化学稳定性测试。这些测试项目旨在全面评估质子交换膜的综合性能,确保其满足燃料电池的使用要求。1. 气体透过率测试气体透过率是评价质子交换膜阻隔性能的关键指标。高气体透过率意味着膜的气体阻隔性能差,会导致氢气和氧气在膜内直接接触,降低电池的开路电压和效率。因此,气体透过率测试是质子交换膜检测的首要任务。测试方法:通常采用压差法进行测试,即将质子交换膜置于测试装置中,通过控制两侧的气体压力差,测量气体通过膜的速率。泉科瑞达WVTR-F1压差法气体渗透仪是这一测试的理想选择,它符合GB/T 20042.3-2022《质子交换膜燃料电池第3部分:质子交换膜测试方法》标准,能够精确测量质子交换膜在各种温度条件下的气体透过率、扩散系数、溶解系数和渗透系数。2. 力学强度测试质子交换膜的力学强度直接关系到其耐机械损伤的能力和燃料电池堆的使用寿命。因此,对质子交换膜进行拉伸强度、断裂拉伸应变、弹性模量和180°剥离强度等力学性能测试至关重要。测试仪器:推荐使用泉科瑞达ETT-01智能电子拉力试验机,该设备集成了拉伸、剥离、撕裂等多种测试功能,采用高精密力值传感器和闭环控制系统,能够准确测量质子交换膜的力学强度参数,满足GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分:薄膜和薄片的试验条件》等相关标准。其自动化操作和数据分析功能,可大大提升测试效率和数据准确性,为科研人员提供可靠的力学强度评估依据。3. 厚度均匀性测试质子交换膜的厚度均匀性是影响其导电性能和耐久性的重要因素。不均匀的厚度分布可能导致电流分布不均,进而影响电池的整体性能。因此,采用高精度仪器对质子交换膜进行厚度均匀性测试显得尤为重要。测试仪器:推荐使用泉科瑞达CHY-02膜厚测量仪,该仪器采用接触式测量技术,能够实现对质子交换膜表面各点厚度的快速、准确测量,并生成详细的三维厚度分布图,直观展示膜的厚度均匀性状况。其高测量精度和重复性,确保了测试结果的可靠性和一致性。综上所述,通过科学合理的质子交换膜检测方案及精密仪器的配置,可以全面评估质子交换膜的综合性能,为氢能燃料电池的研发和生产提供有力支持。随着新能源技术的不断进步,我们期待在质子交换膜检测技术方面取得更多突破,推动氢能产业的快速发展。
  • HORIBA Scientific新品系列(四):薄膜精准测量新突破
    薄膜分析专家,可精确分析薄膜各种物理、光学特性,轻松获取如下信息:● 厚度(低至1A) ● 折射率● 消光系数● …… 您也可以向我们索取产品报价、样本关应用资料超高性能的仪器,是薄膜研究佳选择! 可测低至单原子层厚度样品 可测低衬度样品,如硅上氧化硅等 高准确性、高稳定性,实验结果真实可靠,更具信服力 190nm-2100nm宽光谱范围,材料研究范围更加广阔,为您的研究方向提供无限空间先进设计理念,操作更轻松,功能更强大! 微光斑可视系统,8个尺寸可选,复杂形貌样品精准轻松定位 全自动化设计,减少人为操作失误 操作简单,初学者也可快速掌握 强大的软件平台,完美集成数据采集与建模拟合功能,满足资深科研人员的使用要求● TFT-LCD● PDP● LED, ELD, OLED● 柔性显示器● 晶体管● 高k、低k材料● 光刻胶● 数据存储● II-VI, III-V 和硅太阳能电池● 有机太阳能电池● TCO● 石墨烯, 碳纳米管● 纳米结构● 有机膜下载新的《光谱系列丛书 入门手册》关注我们邮箱:info-sci.cn@horiba.com新浪官方微博:HORIBA Scientific微信二维码:
  • 宁波材料所在柔性有机太阳能电池领域取得进展
    p   有机太阳能电池具有质轻、柔性、成本低、弱光响应等优点,是当前太阳能电池技术的前沿热点研究方向。高效率﹑耐弯折和廉价的柔性有机太阳能电池在柔性可穿戴和便携式电子设备、光伏建筑一体化和军事等领域具有很强的应用潜力。目前,大多数有机太阳能电池的研究结果都是基于刚性的氧化锡(ITO)玻璃基板。但有机太阳能电池如果要实现商业化应用,其真正的优势是采用低成本的湿法印刷和卷对卷大面积工艺制造。在有机太阳能电池中,最常用的电极材料是铟掺杂的氧化锡(ITO)。然而,ITO在塑料基板上存在导电性差和机械脆性等问题,而且ITO通常在高温下通过真空溅射进行加工,这使得其价格昂贵,并且不利于采用大面积印刷和卷对卷来制备。已经有一些报道采用新的电极材料来代替传统ITO,如纳米银线、石墨烯、碳纳米管、导电聚合物等,其中聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)薄膜的成本相对较低,并且该薄膜表现出高光学和电学特性、优异的热稳定性、良好的柔韧性等。利用酸掺杂PEDOT:PSS可以大幅提高其导电率,但目前报道的大多数采用强酸如硫酸、硝酸等进行掺杂,再进行高温后处理,容易损伤PET等柔性塑料基板。 /p p   近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员葛子义团队在前期高效率有机太阳能电池研究的基础上(Nature Photonics, 2015, 9, 520 Advanced Materials, 2018, 30, 1703005 Macromolecules, 2018, DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00683 Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6, 464),在柔性有机太阳能电池领域又取得新进展,创新性地开发了低温酸处理PEDOT:PSS电极替代需要高温溅射且昂贵的ITO电极。通过低温甲磺酸处理来提高PEDOT:PSS薄膜的导电性、降低薄膜的粗糙度,同时避免传统的强酸处理对柔性塑料衬底的破坏。进而利用全溶液加工技术,采用PBDB-T和IT-M非富勒烯活性层,制备了全湿法加工非ITO的单结柔性有机太阳能电池,电池的能量转换效率达到10.12%,这是迄今报道的全湿法加工的柔性有机太阳能电池的最高效率。而且这类全溶液加工的柔性有机太阳能电池非常符合卷对卷印刷和刮涂等大面积制备工艺的技术要求,为有机太阳能电池低成本柔性化制备提供了重要的参考途径。该项工作以All Solution-Processed Metal Oxide-Free Flexible Organic Solar Cells with Over 10% Efficiency 为题发表在国际期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。葛子义和团队成员樊细为该论文的共同通讯作者,硕士生宋伟为第一作者。 /p p   上述研究得到了国家重点研发计划(2017YFE0106000和2016YFB0401000)、国家自然科学基金(51773212, 21574144和21674123)、中科院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-SYS030)、中科院重点国际合作项目 (174433KYSB20160065)、中科院交叉创新团队、浙江省杰出青年基金(LR16B040002)和宁波市科技创新团队(2015B11002,2016B10005)等资助。 /p p style=" text-align: center " img title=" W020180523579124813794.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/b0085859-db45-42e0-b92f-b5f1ebccc183.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图:柔性有机太阳能电池的结构示意图和光伏特性曲线 /p
  • SYSTESTER发布智能全自动薄膜阻隔性测试仪新品
    智能全自动薄膜阻隔性测试仪品牌:【SYSTESTER】济南思克测试技术有限公司适用范围:气体透过率测定仪主要用于包装材料气体透过量测定工作原理:压差法测试原理型号:气体透过率测试仪(又称:薄膜透气仪,透氧仪,气体渗透仪,压差法透气仪,等压法透气仪,氧气透过率测试仪等,气体透过量测定义,药用复合膜气体透过率测试仪,人工智能技术仪,氧气渗透仪,济南思克,OTR透氧仪)智能全自动薄膜阻隔性测试仪采用真空法测试原理,用于各种食品包装材料、包装材料、高阻隔材料、金属薄片等气体透过率、气体透过系数的测定。 可测试样:塑料薄膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔复合膜、方便面包装、铝箔、输液袋、人造皮肤;(红外法)(电解法)水蒸气透过率测试仪气囊、生物降解膜、电池隔膜、分离膜、橡胶、轮胎、烟包铝箔纸、PP片材、PET片材、PVC片材、PVDC片材等。试验气体:氧气、二氧化碳、氮气、空气、氦气、氢气、丁烷、氨气等。 GTR系列 药用复合膜气体透过率测试仪,人工智能技术【济南思克】技术指标:测试范围:0.01~190,000 cm3/m2?24h/0.1MPa(标准配置)分 辨 率:0.001 cm3/m2/24h/0.1MPa试样件数:1~3 件,各自独立真空分辨率:0.1 Pa控温范围:5℃~95℃ 控温精度:±0.1℃ 试样厚度:≤5mm 试样尺寸:150 mm × 94mm 测试面积:50 cm2试验气体:氧气、氮气、二氧化碳、氦气等气体(气源用户自备)试验压力范围:-0.1 MPa~+0.1 MPa(标准)接口尺寸:Ф8 mm 外形尺寸:730 mm(L)×510mm(B)×350 mm(H) 智能全自动薄膜阻隔性测试仪产品特点:真空法测试原理,完全符合国标、国际标准要求三腔独立测试,可出具独立、组合结果计算机控制,试验全自动,一键式操作高精度进口传感器,保证了结果精度、重复性进口管路系统,更适合极高阻隔材料测试进口控制器件,系统运行可靠,寿命更长进口温度、湿度传感器,准确指示试验条件一次试验可得到气体透过率、透过系数等参数宽范围三腔水浴控温技术,可满足不同条件试验系统内置24位精度Δ-Σ AD转换器,高速高精度数据采集,使结果精度高,范围宽嵌入式系统内核,系统长期稳定性好、重复性好嵌入式系统灵活、强大的扩展能力,可满足各种测试要求多种试验模式可选择,可满足各种标准、非标、快速测试试验过程曲线显示,直观、客观、清晰、透明支持真空度校准、标准膜校准等模式;方便快捷、使用成本极低廉标准通信接口,数据标准化传递可支持DSM实验室数据管理系统,能实现数据统一管理,方便数据共享 (选购) 标准配置:主机、高性能服务器、专业软件、数据扩展卡、通信电缆、恒温控制器、氧气精密减压阀、取样器、取样刀、真空密封脂、真空泵(进口)、快速定量滤纸 执行标准:GB/T 1038-2000、ISO 15105-1、ISO 2556、ASTM D1434、JIS 7126-1、YBB 00082003 其他相关:系列一:透氧仪,透气仪, 透湿仪,透水仪,水蒸气透过率测试仪,药用复合膜气体透过率测试仪,人工智能技术,7001GTR透气仪系列二:包装拉力试验机、摩擦系数仪、动静摩擦系数仪、表面滑爽性测试仪、热封试验仪、热封强度测试仪、落镖冲击试验仪、密封试验仪、高精度薄膜测厚仪、扭矩仪、包装性能测试仪、卡式瓶滑动性测试仪、安瓿折断力测试仪、胶塞穿刺力测试仪、电化铝专用剥离试验仪、离型纸剥离仪、泄漏强度测试仪、薄膜穿刺测试仪、弹性模量测试仪、气相色谱仪、溶剂残留测试仪等优质包装性能测试仪!注:产品技术规格如有变更,恕不另行通知,SYSTESTER思克保留修改权与最终解释权!创新点:1.以边缘计算为特点的嵌入式人工智能技术赐予了仪器更高的智能性;2.赋予仪器高度自动化、智能化;3.外观设计独到 智能全自动薄膜阻隔性测试仪
  • 高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展
    p style=" text-indent: 2em " 透明导电薄膜是触控屏、平板显示器、光伏电池、有机发光二极管等电子和光电子器件的重要组成部件。氧化铟锡(ITO)是当前应用最为广泛的透明导电薄膜材料,但ITO不具有柔性且铟资源稀缺,难以满足柔性电子器件等的发展需求。单壁碳纳米管(SWCNT)相互搭接形成的二维网络结构具有柔韧、透明、导电等特点,是构建柔性透明导电薄膜的理想材料。但已报道SWCNT薄膜的透明导电性能仍与ITO材料有较大差距。 /p p style=" text-indent: 2em " 因此,进一步提高SWCNT薄膜的透明导电特性是实现其器件应用的关键。分析表明,SWCNT透明导电薄膜中的管间接触电阻和管束聚集效应是制约其性能提高的主要瓶颈。一方面,由于SWCNT之间的接触面积小且存在肖特基势垒,载流子在搭接处的隧穿效应较弱,使得管间接触电阻远高于SWCNT的自身电阻;另一方面,虽然SWCNT的直径一般仅为1-2nm,但由于范德华力的作用其通常聚集成直径几十、上百纳米的管束以降低表面能;管束内部的SWCNT会吸光而降低薄膜的透光率,但对薄膜的电导几乎没有贡献。因此,研制高性能SWCNT柔性透明导电薄膜的关键是获得单根分散、低接触电阻的SWCNT网络结构。 /p p style=" text-indent: 2em " 最近,中国科学院金属研究所与上海科技大学物质学院联合培养的博士研究生蒋松在金属所先进炭材料研究部的导师指导下与合作者采用浮动催化剂化学气相沉积法制备出具有“碳焊”结构、单根分散的SWCNT透明导电薄膜(图1A)。& nbsp /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" text-align: center text-indent: 0em " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d1a3d102-e0c5-4683-b29e-cc493258961c.jpg" title=" 1 高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg" / & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " 图1. 单根分散、具有碳焊结构的SWCNT网络。 /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " (A)典型TEM照片;(B)单根SWCNT的百分含量统计; /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " (C-D)无碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性; /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " (E-F)有碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 通过控制SWCNT的形核浓度,所得薄膜中约85%的碳管以单根形式存在(图1B),其余主要为由2-3根SWCNT构成的小管束。进而,通过调控反应区内的碳源浓度,在SWCNT网络的交叉节点处形成了“碳焊”结构(图1A)。 /p p style=" text-indent: 2em " 研究表明该碳焊结构可使金属性-半导体性SWCNT间的肖特基接触转变为近欧姆接触(图1C-F),从而显著降低管间接触电阻。由于具有以上独特的结构特征,所得SWCNT薄膜在90%透光率下的方块电阻仅为41Ω □-1;经硝酸掺杂处理后,其方块电阻进一步降低至25Ω □-1,比已报道碳纳米管透明导电薄膜的性能提高2倍以上,并优于柔性基底上的ITO(图2A-B)。利用这种高性能SWCNT透明导电薄膜构建了柔性有机发光二极管(OLED)原型器件,其电流效率达到已报道SWCNT OLED器件最高值的7.5 倍(图2C-D),并具有优异的柔性和稳定性。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/31a1c88d-964d-4fda-af47-d5b192bb42f2.jpg" title=" 2高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图2. SWCNT 柔性透明导电薄膜和SWNCT 有机发光二极管。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " (A-B)SWCNT 柔性透明导电薄膜的光学照片及其透明导电性能对比;(C-D)SWCNT 有机发光二极管原型器件的光学照片及其光电性能对比。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 该研究从SWCNT网络结构的设计与调控出发,有效解决了限制其透明导电性能提高的关键问题,获得了具有优异柔性和透明导电特性的SWCNT薄膜,可望推动SWCNT在柔性电子及光电子器件中的实际应用。主要研究结果于5月4日在Science Advances在线发表(Sci. Adv. 4, eaap9264 (2018),DOI: 10.1126/sciadv.aap9264)。该研究工作得到了科技部、基金委、中科院等部署的相关项目的支持。 /p
  • 宁波材料所在提高钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池效率方面取得新进展
    近年来,钙钛矿/硅叠层太阳能电池技术飞速发展,其效率已从13.7%发展到如今的33.2%,这得益于其更宽的太阳光谱吸收范围和更高的开路电压输出值。因此,钙钛矿/硅叠层太阳能电池被认为是最有希望从根本上提高光电转换效率并大幅降低太阳能发电成本的新型光伏技术。   然而,钙钛矿/硅叠层电池的不稳定性,特别是钙钛矿顶电池的不稳定性,仍然是限制其实际应用的主要障碍之一,通常与钙钛矿薄膜内部的残余应力密切相关。钙钛矿薄膜内部残余应力的存在会显著降低钙钛矿相变、缺陷形成和离子迁移的能垒,并最终加速钙钛矿的降解。因此,如何有效释放钙钛矿薄膜内部的残余应力并获得高效稳定的叠层器件成为关键。   近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所硅基太阳能及宽禁带半导体团队在叶继春研究员的带领下,在前期晶体硅和钙钛矿太阳电池研究的基础上(Adv. Sci. 2021, 8, 2003245 J. Mater. Chem. A 2021, 9, 12009 Energy Environ. Sci. 2021, 14, 6406 Adv. Funct. Mater. 2021, 32, 2110698 Nano Energy 2022, 100, 107529 Joule 2022, 6 , 2644 ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 52223 Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2203006 J. Mater. Chem. A, 2023,11, 6556 Nat. Commun. 2023, 14, 2166),在高效钙钛矿/硅叠层电池领域取得了新的进展。   该团队提出一种基于表面重构的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,认证效率达到29.3%(稳态效率29.0%),是目前报道的基于遂穿氧钝化接触(TOPCon)电池的最高效率之一。   在该工作中,研究人员将正丁基碘化胺(BAI)溶于二甲基甲酰胺(DMF)和异丙醇(IPA)的混合溶剂中,并用于表面后处理。这种方法不仅可以实现BA离子在钙钛矿表面全面的A位替换,还能促进BA离子向钙钛矿薄膜内部的深扩散。在不影响薄膜质量的前提下,实现了钙钛矿薄膜表面和内部残余应力的同时释放。经过应力释放的薄膜表现出更少的缺陷态、更弱的离子迁移和更好的能级排列等优点,制得的单结电池和叠层电池分别获得21.8%和29.3%的效率,并展现出良好的热、湿、光照和运行稳定性。该工作促进了高效稳定的钙钛矿基太阳电池应变工程发展,并为未来的应用和部署提供了参考。   相关成果以“Surface Reconstruction for Efficient and Stable Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with Greatly Suppressed Residual Strain”为题发表于Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.202211962)上。2020级直博生李鑫为第一作者,应智琴博士后、杨熹副研究员和叶继春研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(Grant No. 62204245)和浙江省重点研发计划(Grant No. 2022C01215)等项目的支持。基于钙钛矿表面重构的两端口钙钛矿/硅叠层太阳电池
  • 飞秒激光在ITO薄膜表面诱导周期性透明纳米导线
    使用线偏激光照射金属、半导体、透明介质等材料产生表面周期结构(laser induced periodic surface structures,LIPSS)是一种普遍的现象,LIPSS的周期取决于激光条件和材料的性质,在接近入射激光波长到小于波长的十分之一范围变化。这些周期性纳米结构可用于有效地改变材料的性质,并在表面着色、光电特性调控、双折射和表面润湿性等方面有许多应用。氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)具有较宽的带隙,对可见光与近红外波段有很高的透射率,ITO薄膜具有较低的电阻率,是液晶面板、新型太阳能电池等元件的重要组成部分。一直以来,发展制备ITO薄膜的新方法,调控ITO薄膜的光电特性是非常重要的研究课题,而在激光加工领域,使用激光在ITO薄膜诱导LIPSS是一个有效且简便的方法。华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室贾天卿教授课题组探究了一种通过飞秒激光直写在ITO薄膜表面加工LIPSS的方法,并详细分析了不同激光参数下加工的ITO薄膜在可见到红外光波段的透射率与其各向异性电导率的变化规律。合适的激光参数可以在ITO薄膜上有效地加工大面积低空间频率的LIPSS,这些LIPSS能够表现出独立纳米导线的特性,并且在电学特性上具有良好的一致性。结果表明,飞秒激光直写过程中并不会改变材料的性质,而且与原始的ITO薄膜相比,具有规则LIPSS的ITO薄膜在红外波段的平均透射率提高了197%。这对于将ITO薄膜表面加工规则的LIPSS作为透明电极应用于近红外波段的光电器件具有重要的意义。如图1,原始ITO薄膜的面电阻各向同性。随着激光能流密度的增加,垂直和水平于LIPSS方向的面电阻迅速增加且变化梯度不同,出现了明显的各向异性导电性,当ITO薄膜表面出现规则且独立的LIPSS结构以后,在一定能流密度范围,ITO薄膜能够在不同方向上显现出单向导电/绝缘的电学特性。图1 扫描速度为3 mm/s时,不同能流密度激光辐照后ITO薄膜的面电阻。图中给出了电学测量中横向(Transverse)与纵向(Longitudinal)的定义通过调节激光的能流密度,可以在一个较大的范围内制备出不同形貌的纳米导线(LIPSS)。图2(a)展示了不同能流密度的飞秒激光加工的纳米导线扫描电镜图像。在能流密度上升的过程中,纳米导线的宽度从537 nm降低到271 nm。纳米导线的高度从平均220 nm降低到142 nm,如图2(b)所示。纳米导线的单位电阻随着能流密度的上升从15 kΩ/mm上升到73 kΩ/mm,这是由于纳米导线的宽度与高度都在同步下降造成的,如图2(c)。图 2 (a)不同能流密度下的纳米导线的扫描电镜图像;(b)纳米导线的高度与宽度随着能流密度的变化情况;(c)纳米导线的单位电阻与电阻率随着能流密度的变化情况如图3,原始厚度为185 nm的ITO薄膜在1200~2000 nm的近红外光谱范围内的平均透射率为21.31%。经过飞秒激光直写后,当能流密度在0.510~ 0.637 J/cm2的范围内,ITO薄膜对于近红外的透过率达到54.48%~63.38%,相较原始的ITO薄膜得到了156%~197%的提高。同时,飞秒激光直写后的ITO薄膜在可见光波段的透过率略微提高且曲线较为平滑。通过调节激光的能流密度,ITO薄膜在近红外的透过率能够得到显著提高,并且能够保持较好的导电性。图 3 扫描速度为3 mm/s时,不同能流密度激光直写后的ITO薄膜的透射率。在0.637 J/cm2时红外波段(1200~2000 nm)透过率为63.38%该工作近期以“Periodic transparent nanowires in ITO film fabricated via femtosecond laser direct writing”为题发表在Opto-Electronic Science (光电科学)。
  • 万机仪器签署2000万美元薄膜太阳能设备合同
    万机仪器(MKS Instruments,NASDAQ:MKSI)于近日赢得了一份供应合同,将为一家中国主要太阳能电池制造商供应其新型射频器耗材及其配套网络,和大量相关真空产品。公司预计将于今年12月底至明年年初开始出货。   该设备将使用在薄膜太阳能电池的生产中,并将被安装在两家正在建设的中国工厂中。   “凭借自身优越的电源转换效率和可靠性,我们先进的新型电源技术是此次万机仪器雀屏中选的关键因素。” 万机副总裁兼首席运营官杰里科尔拉(Jerry Colella)表示,“我们在中国本地的影响力以及高水准的工程团队,使我们可以全力满足客户的未来需求,这也是该客户选择我们的首要原因。”
  • 宝钢制订钢铁表面纳米尺度薄膜国家标准
    日前,由宝钢股份研究院负责起草的国家标准《辉光放电光谱法定量分析钢铁表面纳米尺度薄膜》,通过了全国微束分析标准化技术委员会的评审。评审专家还建议,鉴于该标准在国际上亦属首次提出,可在适当时候转化为国际标准。   对钢铁表面进行涂镀处理,是目前提高钢铁产品抗腐蚀性能的主要途径,如镀锌、彩涂产品等。随着涂镀工艺的发展,真空镀膜、闪镀等新的表面处理技术可以使薄膜厚度减薄至几百个到几个纳米,不仅降低了生产成本,而且减少了环境污染。但是,如何准确控制和分析纳米尺度薄膜的厚度及成分,国际上一直没有统一标准。   宝钢从2003年开始对纳米尺度薄膜的表征技术展开深入研究,并在国内冶金行业率先应用辉光放电光谱法,积累了丰富的经验。2007年,国家标准委下达了制订《辉光放电光谱法分析钢铁表面纳米尺度薄膜》国家标准的计划。宝钢因在这一领域起步较早,并已具备较强研发实力,理所当然地承担起了该标准的起草工作。   为做好标准的起草工作,宝钢研究院进行了大量的准确度和精密度试验,并与近20家高等院校、科研院所和钢铁同行开展了技术交流,最终完成了标准起草工作,并顺利通过国家评审。
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