新能源材料

英國(guó)開(kāi)發(fā)新型背觸式太陽(yáng)能電池

英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的研究人員與能源技術(shù)公司PowerRoll合作開(kāi)發(fā)了新的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)，可以有效降低太陽(yáng)能電池的制造成本。

該設(shè)計(jì)通過(guò)在微槽的對(duì)側(cè)壁上涂上不同的電觸點(diǎn)，然后在槽內(nèi)填充一種可溶液處理的半導(dǎo)體，可以制造出一種新型背觸式太陽(yáng)能電池。除了可以縮減制造步驟，新的3D設(shè)計(jì)還允許使用非常規(guī)工藝的新材料用于制造。

PowerRoll預(yù)計(jì)，該新型太陽(yáng)能組件的重量只相當(dāng)于同等功率傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的一小部分。研究人員還表示，新的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單、電氣互連成本低，適宜在欠發(fā)達(dá)地區(qū)和離網(wǎng)地區(qū)部署。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

阿特斯P5多晶太陽(yáng)電池創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄

阿特斯陽(yáng)光電力集團(tuán)宣布，公司研發(fā)的高效P5多晶太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22.28%，創(chuàng)造了新的大面積多晶電池的世界紀(jì)錄。

據(jù)了解，阿特斯P5多晶使用的是一種最新的鑄錠技術(shù)。這項(xiàng)破紀(jì)錄的阿特斯高效電池技術(shù)采用P5硅片，并完美結(jié)合選擇性發(fā)射極、氧化硅鈍化、疊層減反射、氧化鋁背鈍化、先進(jìn)金屬化等多項(xiàng)電池技術(shù)，進(jìn)行全方位的工藝整合，最終創(chuàng)造出22.28%的新的光電轉(zhuǎn)化效率世界紀(jì)錄。其中阿特斯專(zhuān)有的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)濕法黑硅陷光技術(shù)，大幅降低了電池片的正面反射率，確立了短路電流的優(yōu)勢(shì)。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

日本東芝進(jìn)軍薄膜型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域

東芝認(rèn)為，目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，是晶體硅太陽(yáng)能電池，其彎曲能力較差，需要用玻璃等配套材料進(jìn)行加固，這導(dǎo)致電池自重較重，并對(duì)安裝場(chǎng)所有所限制。同時(shí)，其還存在著成本、發(fā)電效率等問(wèn)題。

為了改善上述問(wèn)題，東芝研發(fā)出鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。東芝與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)合作，研究發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)易于吸收太陽(yáng)光并發(fā)電，最驚奇的是，其擁有像墨水一樣作為基礎(chǔ)材料進(jìn)行印刷的特性。

據(jù)東芝介紹，如果在薄膜上印刷鈣鈦礦，就可以輕松制造出重量很輕、可彎曲的太陽(yáng)電池。同時(shí)，現(xiàn)有晶體硅太陽(yáng)能電池板，每塊重約15～20kg，對(duì)于承重性較差的建筑物來(lái)說(shuō)很難進(jìn)行大量安裝。如果使用鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，建筑物、電動(dòng)汽車(chē)車(chē)頂、帳篷等都可以成為太陽(yáng)能電池。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

歐盟部長(zhǎng)理事會(huì)最終通過(guò)清潔能源方案

歐盟最終確定了“為所有歐洲人提供清潔能源”的政策方案，人們意識(shí)到歐盟政局可能對(duì)可再生能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響這一事實(shí)。2015年，歐能委員會(huì)提出了能源聯(lián)盟戰(zhàn)略，并于2016年11月提出了清潔能源方案。此后，在歐洲議會(huì)、歐盟委員會(huì)和歐州理事會(huì)內(nèi)部和相互之間就此開(kāi)展了談判。

前不久，議會(huì)通過(guò)了最終立法，新的電力市場(chǎng)監(jiān)管和電力市場(chǎng)指令，以及關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備及能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作機(jī)構(gòu)的條例提案現(xiàn)在均已經(jīng)過(guò)理事會(huì)簽署。在新體系下，歐盟制定出規(guī)則以便以市場(chǎng)導(dǎo)向方式，組織電能的重新調(diào)度和削減以及靈活性選擇。這是被虛擬發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)商稱(chēng)贊為朝著正確方向邁出關(guān)鍵一步的提案。對(duì)于碳排放高于550g二氧化碳/kWh時(shí)的發(fā)電廠(chǎng)，也引入了新的補(bǔ)貼上限。隨著立法簡(jiǎn)化正在進(jìn)行，歐盟成員國(guó)之間的跨境電力貿(mào)易也會(huì)增加。

清潔能源計(jì)劃還瞄準(zhǔn)了建筑行業(yè)的能源績(jī)效問(wèn)題。這個(gè)行業(yè)占?xì)W盟能源消耗的40%，二氧化碳排放量的36%。根據(jù)歐盟計(jì)劃，從2020年12月31日起，所有新建筑必須以“幾乎零能耗建筑”的方式建造。成員國(guó)還必須提出一項(xiàng)10年戰(zhàn)略，以節(jié)能方式翻新建筑存量，從而減少碳排放。這一舉措可以推動(dòng)住宅以及商業(yè)和工業(yè)太陽(yáng)能加儲(chǔ)能細(xì)分市場(chǎng)的發(fā)展。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

美國(guó)猶他州計(jì)劃部署1000MW混合型儲(chǔ)能項(xiàng)目

美國(guó)猶他州日前宣布，計(jì)劃部署一個(gè)裝機(jī)容量為1 000MW儲(chǔ)能項(xiàng)目，這種獨(dú)一無(wú)二的儲(chǔ)能設(shè)施將壓縮空氣儲(chǔ)存在鹽洞中，并與氫儲(chǔ)能、液流電池、固體氧化物燃料電池等技術(shù)相結(jié)合。最近幾個(gè)月，這個(gè)擬議的最大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目多次更換開(kāi)發(fā)商，但是三菱日立動(dòng)力系統(tǒng)公司（MHPS）希望提供不同種類(lèi)的儲(chǔ)能設(shè)施。

該公司并沒(méi)有選擇傳統(tǒng)的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，而是選擇采用一系列具有商業(yè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的儲(chǔ)能技術(shù)組合：壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）、液流電池、氫儲(chǔ)能以及固體氧化物燃料電池。

根據(jù)美國(guó)能源情報(bào)署調(diào)查，在2017年，猶他州86%電力來(lái)自煤炭和天然氣，但其太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，裝機(jī)容量已達(dá)1627MW。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

德國(guó)融資2300萬(wàn)歐元開(kāi)發(fā)116 MW光伏項(xiàng)目

德國(guó)投資商Hansainvest承諾投資2 300萬(wàn)歐元用于開(kāi)發(fā)85個(gè)總裝機(jī)容量為116MW的德國(guó)光伏項(xiàng)目，按照夾層融資的方式，獨(dú)立能源開(kāi)發(fā)商BPGIPP以次級(jí)貸款的形式投資資金。Hansainvest表示，這筆錢(qián)將用來(lái)在德國(guó)和其他地方開(kāi)發(fā)更多的太陽(yáng)能園區(qū)。現(xiàn)有項(xiàng)目位于梅克倫堡—西波美拉尼亞，勃蘭登堡，薩克森，薩克森—安哈爾特和圖林根。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

約旦計(jì)劃增加可再生能源裝機(jī)2400MW

約旦能源和礦產(chǎn)資源部長(zhǎng)Zawati透露，約旦希望在2021年增加其可再生能源容量2400MW。

該部長(zhǎng)表示，約旦的可再生能源在2018年產(chǎn)生了1130MW，約旦計(jì)劃到2025年從可再生能源中產(chǎn)生20%的總能源需求。在其增加可再生能源發(fā)展計(jì)劃的第一階段，該部迄今已在Maan實(shí)施了10個(gè)太陽(yáng)能項(xiàng)目，并在A(yíng)qaba和Irbid各實(shí)施了一個(gè)太陽(yáng)能項(xiàng)目，總?cè)萘繛?04 MW。

在第二階段，該部在Mafraq的開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)施了3個(gè)項(xiàng)目，在Safawi建設(shè)了一個(gè)項(xiàng)目，總?cè)萘繛?00MW。該部目前正在Maan開(kāi)發(fā)一個(gè)150MW的太陽(yáng)能園區(qū)，作為該計(jì)劃的第3階段，該工廠(chǎng)預(yù)計(jì)將于2020年投入運(yùn)營(yíng)。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

高性能鋰離子電池電極材料研究中取得進(jìn)展

中科院化學(xué)研究所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室曹安民課題組在電極材料結(jié)構(gòu)控制及穩(wěn)定性提升上開(kāi)展了系列工作，基于多級(jí)表界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、表面晶格調(diào)控等方式，實(shí)現(xiàn)了材料表界面活性的有效控制，獲得了電極材料穩(wěn)定性及器件長(zhǎng)循環(huán)性能的顯著提升。

相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于表面納米精度的限域相變提升電極材料穩(wěn)定性的機(jī)制：基于可控的表面高溫固相反應(yīng)，引入鋅離子促進(jìn)鎳錳酸鋰的表面尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轭?lèi)巖鹽相、層狀相兩者的復(fù)合構(gòu)型，精確調(diào)控兩相比例，在不犧牲材料電化學(xué)活性的前提下提升了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這種特殊的表面相態(tài)調(diào)控機(jī)制能夠克服常規(guī)表面惰性包覆方式對(duì)電荷傳輸?shù)膿p害，為基于電極材料自身表面化學(xué)特性調(diào)控，獲得兼具高容量、高穩(wěn)定性的關(guān)鍵電極材料提供了新的手段和機(jī)制。（中國(guó)科學(xué)院）

鋅基液流電池離子傳導(dǎo)膜研究獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部研究員李先鋒、張華民領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在堿性鋅基液流電池離子傳導(dǎo)膜研究方面取得新進(jìn)展。

鋅基液流電池儲(chǔ)能技術(shù)以?xún)?chǔ)量豐富的鋅作負(fù)極活性物質(zhì)，具有成本低、安全性高、開(kāi)路電壓高和環(huán)境友好等特點(diǎn)，在分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

目前，鋅基液流電池的關(guān)鍵問(wèn)題為鋅負(fù)極的枝晶、累積和脫落，從而導(dǎo)致電池循環(huán)穩(wěn)定性差。膜在調(diào)控鋅沉積形貌和抑制枝晶生長(zhǎng)從而提高電池運(yùn)行可靠性方面發(fā)揮了重要作用。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)節(jié)多孔離子傳導(dǎo)膜的負(fù)電荷性質(zhì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋅沉積方向和形貌的調(diào)控，從而大幅度提高鋅基液流電池的面容量和電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

該工作在前期研究工作基礎(chǔ)上，選用商業(yè)化聚乙烯多孔膜為基膜，原位將功能化空心球引入到基膜中制備出混合基質(zhì)多孔膜，其中空心球極大地縮短離子傳輸路徑，顯著提高電池的功率密度。此外，選用的空心球在堿中具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。所制得的膜具有優(yōu)良的機(jī)械性能可有效抑制鋅枝晶的生長(zhǎng)，進(jìn)而大幅度提高鋅基液流電池的循環(huán)穩(wěn)定性，利用該膜材料組裝的堿性鋅鐵液流單電池，在80mA/cm2充放電條件下，能量效率超過(guò)了88%。該工作為高功率密度鋅基液流電池的開(kāi)發(fā)提供了很好的指導(dǎo)作用。（中國(guó)科學(xué)院）

新型納米復(fù)合材料用于鋰硫電池隔膜改性

由于鋰硫電池在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的聚硫化物易溶于電解液，并通過(guò)隔膜到達(dá)金屬鋰負(fù)極，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的“穿梭效應(yīng)”，引起活性物質(zhì)損失、硫化物沉積不均，導(dǎo)致電池循環(huán)性能變差。

基于以上問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組研究人員從鋰硫電池隔膜改性入手，在碳納米管（CNT）表面引入過(guò)渡金屬化合物CoNi1/3Fe2O4（CNFO），成功制備出CNFO@CNT納米復(fù)合材料，并通過(guò)真空抽濾方式將其均勻涂布到商用隔膜表面。受益于CNFO的強(qiáng)極性吸附作用和CNT的導(dǎo)電作用，該改性隔膜可以有效吸附正極溶出的聚硫化合物并加以循環(huán)再利用。

該改性材料相比CNT改性隔膜，無(wú)論是常溫還是60℃高溫，對(duì)鋰硫電池的倍率及循環(huán)穩(wěn)定性都有較大的提升。（中國(guó)科學(xué)院）

鋰電池安全性提升研究中取得進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員溫兆銀團(tuán)隊(duì)通過(guò)離子導(dǎo)電型引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)了凝膠聚合物電解質(zhì)的原位制備，該凝膠聚合物電解質(zhì)具有優(yōu)異的耐火性能，基于該電解質(zhì)組裝的固態(tài)鋰電池在同時(shí)承受剪切與火燒條件（火焰溫度528℃）下仍能為發(fā)光二極管陣列供電，使鋰電池的安全性大大提高。

溫兆銀團(tuán)隊(duì)以石榴石型固體電解質(zhì)（Li6.4Ga0.2La3Zr2O12）為引發(fā)劑和離子導(dǎo)電型填料，在聚偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物（PVDF—HFP）的磷酸三乙酯/氟代碳酸乙烯酯（TEP/FEC）混合溶液中引發(fā)PVDF—HFP的脫氟和交聯(lián)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)凝膠聚合物電解質(zhì)的原位制備，并對(duì)凝膠轉(zhuǎn)變過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行了深入研究。

該凝膠聚合物電解質(zhì)具有優(yōu)異的耐火性能，由其組裝的固態(tài)鋰電池具有較高的安全性?；谠撃z聚合物電解質(zhì)的三元鋰電池表現(xiàn)出較好的循環(huán)穩(wěn)定性。該工作提供了采用防火型凝膠電解質(zhì)可獲得優(yōu)良的離子電導(dǎo)率以及保證凝膠聚合物電解質(zhì)和相應(yīng)鋰電池高安全性的研究新思路。（中國(guó)科學(xué)院）

鈉離子電池負(fù)極材料研究取得新進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員張健領(lǐng)導(dǎo)的無(wú)機(jī)合成化學(xué)團(tuán)隊(duì)與博士張華彬合作，在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)的資助下，采用二次硫化（溶劑熱硫化和高溫煅燒硫化）和酸刻蝕的策略，將鋅、鉬基的沸石型咪唑骨架（HZIF—Zn/Mo）轉(zhuǎn)變?yōu)橛摄f缺陷豐富的超薄二硫化鉬納米片組裝的中空的微立方體框架（HMF— MoS2）。作為鈉離子電池負(fù)極材料，該材料表現(xiàn)出了較高的可逆容量、優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果表明HMF—MoS2的超快鈉離子存儲(chǔ)源于其自身電容性電荷存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，大量的鉬缺陷可以有效提高二硫化鉬的導(dǎo)電性，增強(qiáng)二硫化鉬與鈉離子的相互作用，從而提高HMF—MoS2的儲(chǔ)鈉性質(zhì)。通過(guò)缺陷和形態(tài)學(xué)控制，該工作有助于從分子水平理解二硫化鉬表面的電化學(xué)反應(yīng)，為研究其他過(guò)渡金屬硫化物在能源領(lǐng)域方面的應(yīng)用提供了新的思路。（中國(guó)科學(xué)院）

中國(guó)科大研制出廉價(jià)高效的“電解水制氫”催化劑

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳宇恩教授課題組運(yùn)用創(chuàng)新工藝，在氧析出催化劑研究中取得重大突破，將電解水制氫的工業(yè)化推進(jìn)重要一步。

電解水過(guò)程中必需的高效廉價(jià)的氧氣析出催化劑是當(dāng)前面臨的最困難挑戰(zhàn)之一， 氧析出常用的商用催化劑是二氧化銥。銥金屬市價(jià)為240～250元/g。相比之下，釕金屬市價(jià)為19.5～20.5元/g，地球儲(chǔ)量更豐富、更廉價(jià)，如果用于工業(yè)，能夠有效降低氫氣制備成本，便于其推廣。

但是，釕基催化劑在酸性氧析出中的穩(wěn)定性是一個(gè)公認(rèn)的世界難題。為實(shí)現(xiàn)高效廉價(jià)的電解水制氫，該宇恩團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)探索，創(chuàng)新性地提出利用抗氧化能力和抗溶解能力強(qiáng)的鉑基合金為載體，利用表面缺陷工程技術(shù)捕獲和穩(wěn)定單原子的方法成功制備了釕單原子合金催化劑，該釕單原子合金催化劑相對(duì)于商業(yè)釕基催化劑的過(guò)電位降低了大約30%，穩(wěn)定性提高了近10倍。（光明日?qǐng)?bào)）