兩年前，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員游經(jīng)碧課題組成功實現(xiàn)鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)換效率的突破。

就在不久前，南京工業(yè)大學(xué)先進材料研究院教授陳永華與西北工業(yè)大學(xué)黃維院士等多位合作者，研究出***穩(wěn)定的二維層狀鈣鈦礦太陽能電池，發(fā)表在國際期刊《自然·光子學(xué)》上，成為離子液體應(yīng)用在鈣鈦礦領(lǐng)域的又一突破。

而北京大學(xué)物理學(xué)院研究員朱瑞與中國科學(xué)院院士龔旗煌、黃維等合作，在國內(nèi)率先開展了混合陽離子型鈣鈦礦太陽能電池在臨近空間的穩(wěn)定性研究。《中國科學(xué)：物理學(xué)力學(xué) 天文學(xué)》英文版2019年第7期封面文章報道了這一研究。

“之前，可能沒有時間靜下心來好好看學(xué)生的實驗、進展、報告，如今正好可以集中挖掘看里面是否有出新的東西，能夠打開一些新的思路。”游經(jīng)碧想的是如何盡早去開展一些有意義的工作。

挑戰(zhàn)一：沒有穩(wěn)定性就沒有應(yīng)用

“沒有穩(wěn)定性就沒有應(yīng)用，能否應(yīng)用主要的瓶頸還是穩(wěn)定性的問題?！?提及鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性，游經(jīng)碧毫不猶豫地說。

他指出， 從2009年開始研究的時候，安徽節(jié)能太陽能價格，安徽節(jié)能太陽能價格，鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性較差，但經(jīng)過多年大家的關(guān)注和努力，穩(wěn)定性有了很大提高，安徽節(jié)能太陽能價格，目前比較好的穩(wěn)定性已達(dá)一萬小時，但完全滿足產(chǎn)業(yè)化要求還需要一個過程。

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蓄電池的主要技術(shù)參數(shù)是電壓和容量。電壓是指蓄電池的額定電壓即正常工作電壓，一般有3V、6V、12V、24V、36V等。容量是指蓄電池儲存電量的能力，一般常見的有4AH、6AH、12AH、20AH、40AH、60AH、120AH等。如以40AH電瓶為例，表示以4A電流給蓄電池充電時，10小時可以充滿；若以1A電流充電，則需要40小時才能充滿。反之放電時也是如此。一般情況下，蓄電池的充放電時間，按10小時充放電率為宜。

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太陽能熱水器分類：

1、從集熱部分來分可分為：真空玻璃管太陽能熱水器和金屬平板太陽能熱水器。

真空玻璃管：是目前吸熱效率比較高的集熱部分，優(yōu)點不需要在集熱部分在增加保溫層，現(xiàn)在的真空玻璃管在抗高溫，抗打擊和保溫上，性能都是前列，被大部分生產(chǎn)廠家采用。缺點體積比較龐大，管中容易集結(jié)水垢。

金屬平板：傳熱性能較好的金屬片上，覆蓋上吸熱涂層，利用金屬的傳熱性，將吸收的熱量傳于水箱中。優(yōu)點 外觀美觀，安裝方便，可以做成平板，而且不容易損壞。缺點：保溫要花很大的代價，成本高，間接的就是增加消費者負(fù)擔(dān)。

2、從結(jié)構(gòu)上來分可分為：普通式太陽能熱水器和分體式太陽能熱水器。

普通式：將真空玻璃管直接插入水箱中，利用加熱水循環(huán)，使水箱中水溫升高，是目前廠家都采用的。也是流行的**常規(guī)的。該類熱水器只有頂層能用，除非頂層用戶和你樓下的關(guān)系特鐵，而且屋頂?shù)拿娣e是有限的。

分體式：解決不是頂層用戶也能使用太陽能熱水器。分體式循環(huán)有2 種，一種靠水自然循環(huán)，熱交換效率低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用水要求；一種靠泵循環(huán)熱交換，解決自然循環(huán)效率低的問題，用泵循環(huán)，可以明顯改善水的熱交換。

對于光電轉(zhuǎn)化效率與大面積存在的問題，陳永華說，他們實驗室做的，也就是一平方厘米，如果面積放大，會出現(xiàn)薄膜工藝改變，缺點會很多。效益和穩(wěn)定性都會下降。另外，大家都在談電池何時能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，有人認(rèn)為5到10年可能會實現(xiàn)。

“由于鈣鈦礦具有弱光下優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)化效率，室內(nèi)供能應(yīng)用也是鈣鈦礦光伏區(qū)別于傳統(tǒng)硅基電池的一大優(yōu)勢，可以將室內(nèi)照明和弱的太陽光利用起來，”陳永華表示，此外，由于鈣鈦礦光伏材料具有輕、薄、柔、透等特點，在未來柔性電子供能上具有不可替代的優(yōu)勢。

面對挑戰(zhàn)，科學(xué)家在行動

提及鈣鈦礦太陽能電池未來的發(fā)展方向問題，朱瑞表示，目前主流的觀點認(rèn)為有兩條路可以走。一條路是分享光伏產(chǎn)業(yè)這塊“大蛋糕”，因為硅電池已經(jīng)形成很大的市場，這條路可能不是很好走。

而另一條出路是與硅電池結(jié)合，這可能是未來一個重要發(fā)展方向。利用鈣鈦礦電池可以將硅電池26%的效率提高到30%以上，這對龐大的民用光伏市場是很有誘惑力的。因此，我國的一些硅基光伏企業(yè)也開始在鈣鈦礦光伏方向提前布局，面對新興技術(shù)所帶來的挑戰(zhàn)和機遇。也依然需要產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界的研究人員共同協(xié)作，通過不懈努力去解決問題，實現(xiàn)共贏。 怎么自制太陽能電池板?

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功能介紹：集熱器的功能就是電熱水器中的電熱管一樣，然而它和電熱水器不同的是，太陽能集熱器利用的是太陽能的輻射熱量，所以它加熱的時間只能是太陽照射的程度達(dá)到一定的數(shù)值的時候才可以。

產(chǎn)品介紹：現(xiàn)如今，中國市場上**常見的當(dāng)然就是全玻璃式的太陽能真空集熱器了，這種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可以分為內(nèi)管和外管，而平板式的集熱器則是在面板上鍍有黑鉻的吸熱膜，所以平板式的集熱器在成本上是稍微高一點的，不過因為效果好，所以很多人都會選擇平板式的集熱器。

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我們一直以來主要關(guān)注器件性能的改善，特別是器件的光電轉(zhuǎn)換效率的提高。這幾年主要在這方面做一些工作，2018年之前鈣鈦礦太陽能電池的世界紀(jì)錄一直被瑞士和韓國等研究單位壟斷，當(dāng)年，我們提出有機鹽鈍化鈣鈦礦表面缺點的方法，先后研制出轉(zhuǎn)換效率為23.3%、23.7%的鈣鈦礦太陽能電池，連續(xù)兩次創(chuàng)造了鈣鈦礦太陽能電池世界紀(jì)錄?！?游經(jīng)碧這樣描述他們近年來的科研思路與成果。

提及之后的科研計劃，游經(jīng)碧表示，團隊之后要繼續(xù)保持光電轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)勢。這個領(lǐng)域發(fā)展非?？?，目前的25.2%轉(zhuǎn)換效率世界記錄為韓國的兩個實驗小組所創(chuàng)造。他們爭取開拓一些新的制備技術(shù)，讓電池效率與國際比較好水平競爭。另外，他們也會開展器件穩(wěn)定性和大面積電池制備的研究工作。

“我們團隊主要集中在穩(wěn)定性上。通過**近開發(fā)出的離子液體鈣鈦礦光伏技術(shù)，摒棄了傳統(tǒng)高毒性、不穩(wěn)定的極性非質(zhì)子溶劑，我們在穩(wěn)定性上取得了較大的進展，效率也逐漸與比較高水平持平。另外，我們也在做一些大面積工藝方面的工作，希望能夠給產(chǎn)業(yè)界提供一些想法和思路”。陳永華表示。 安徽節(jié)能太陽能價格

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