中国行业发展报告

【摘要】　　7月30日，北极星电力网讯，近期，德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）应用地球科学研究所Jens Grimmer博士与英格勒-邦特研究所（Engler Bunte Institute）的Florencia Saravia博士，共同研发出了一种从地热中提锂的新工艺，将其命名为“Grimmer-Saravia工艺”，并为其申请了专利。据了解，“Grimmer-Saravia工艺”主要分为两步：一是将锂离子从热水中滤出；二是进一步冷凝，直到锂以盐的形式沉淀出来。KIT能源中心的科学家们表示，德国地热供暖和电力设施的热水循环系统中溶解了大量的锂资源，足以满足德国大多数电池制造商的需求。Grimmer博士说：“据我们所知，每公升地热水中锂含量高达200毫克。如果我们持续利用这种潜力，我们可以满足德国相当一部分的需求。”“锂被提取出来后，热水返回到地下，该过程不会释放有害物质，也不会破坏地热发电和热能，并可在几个小时内从地热工厂的热水循环系统中连续提取锂。”他补充说。

【关键词】锂电，新工艺，德国

【摘要】　　7月30日，北极星电力网讯，澳大利亚和美国的科学家已经成功将将光从硅带隙下方“上转换”为高能光，硅太阳能电池可以捕获高能光。许多太阳能技术都没有利用到光谱的某些部分，但澳大利亚和美国的科学家们正在推动光伏电池灵敏度的发展，将低能量的光转化为能激发硅的更有能量的可见光。研究人员利用氧气作为光转换催化剂，通过光化学“上转换”实现了这一点。虽然已经开发出了在近红外光子能量上转换光的系统，但在硅带隙之下的上转换一直无法实现。新南威尔士大学悉尼分校的研究人员以及来自RMIT大学和肯塔基大学的科学家最近在《自然光子学》上解释说，他们展示了一种上转换成分，利用半导体量子点吸收低能量的光，并利用分子氧将光转移到有机分子上。新南威尔士大学教授施密特表示一种上转换光的方法是捕获多个较小的能量光子，并将它们粘在一起。施密特解释说：“这可以通过激子相互作用来实现，激子是电子的束缚态，电子空穴可以传输能量而不传输净电荷。”

【关键词】美澳，光伏电池，灵敏度

【摘要】　　7月30日，北极星电力网讯，2020年7月28日，三航新能源公司在江苏鲁能如东H14#海上风电场2#基础施工中，亚洲首次成功实现大直径单桩浮运与沉桩，标志着三航局已完全掌握大直径单桩浮运施工成套关键技术。目前，国内海上风电建设如火如荼，正处于“抢装潮”的关口，面临船机资源紧缺，上网电价下行的压力，大直径单桩是海上风电建设的主要基础型式，传统的驳船运输与沉桩工艺需要占用大量船机设备等资源，成本较高。为降本增效，针对无过渡段单桩和桩顶沉桩保护法兰的特点，公司风电研发团队通过技术攻关、方案设计，研发了集封堵、防翻转、拖航、浮力扶正于一体的大直径单桩封堵器，同时为保证运输过程中的风险管控，开发了具有密封检验、姿态控制、进水感知的智能化控制系统，并形成配套的施工工艺。

【关键词】亚洲，海上风电，浮运

【摘要】　　6月29日，北极星电力网讯，氢气的能量密度和环保优势，已经让许多行业垂涎已久。然而目前的最大问题，就是氢燃料的成本太高。好消息是，澳大利亚国立大学的一支研究团队，已经将太阳能制氢的效率提升到了17.6%。同时基于硅光电阴极的设计，让材料成本也较其它高性能竞争对手要实惠得多，意味着我们向可负担得起的清洁氢能生产迈出了重要的一步。作为一种轻量可运输、较易存储的清洁能源，电动航空、可垂直起降的飞行器、以及可再生能源等领域的研究人员，对氢气有着各种美好的畅想。不过在全球大力推广清洁绿色的氢能源之前，仍需大力提升制氢的效率。好消息是，澳大利亚国立大学（ANU）科学家们，已经提出了一套新方案。其设想了一种光电化学（PEC）太阳能制氢（STH）电池，理论上可同时吸收太阳能与水，然后直接向外输送氢气、而不是转为外部电解系统供电。通过将尖端的钙钛矿光伏电池与电极串联在一起，其效率比使用廉价半导体制造的任何其它设备都要出色。

【关键词】低成本，光伏，制氢

【摘要】　　6月29日，北极星电力网讯，6月23日，河北科技大学材料科学与工程学院教授王波团队与北京航空航天大学空间与环境学院教授王伟团队等单位合作，成功制备一种具有生成稳定合理电解质界面膜的柔性无定型碳纤维，将电解质界面膜的厚度控制在了2—4纳米范围内。相关研究成果近日以《高倍率钾离子电池合理固体电解质界面膜的形成》为题在线发表于《纳米能源》。河北科技大学与北京航空航天大学等单位合作提出了构建均匀稳定电解质界面膜的新思路。通过原材料的选择以及工艺调控该团队制备出了一种表面具有二氧化硅和氧化镁纳米粒子的磷—硫元素共掺杂柔性碳纤维薄膜。由于二氧化硅和氧化镁纳米颗粒的均匀分布，形成了厚度为2—4 纳米的固体电解质界面膜。这种固体电解质界面膜不仅可以保护电解质免于连续分解，而且还可以防止电子渗透，并同时实现钾离子顺畅的嵌入/脱出。另外，磷—硫元素共掺杂可以增强钾离子的吸附能力，同时提高电导率。该项研究不仅确认了均匀稳定电解质界面膜的形成机理，同时为开发高倍率储能和低成本的柔性电极提供了新思路。

【关键词】钾离子，电解质，突破

【摘要】　　6月1日，北极星电力网讯，英国的屋顶瓦技术公司开发了一种太阳能瓦，这种太阳能瓦采用了单晶Perc太阳能电池。该公司表示，这种太阳能瓦类似于标准的混凝土屋顶瓦，适用于新建和翻新的屋顶。据制造商介绍，这款深灰色的扁平形砖的功率输出为18w，效率为17.5%。公司创始人兼联席董事Antonio Lanzoni表示，每平方米需要9.7块砖，总产量达到175瓦。该解决方案获得了专利，为产品提供了强有力的保护。Lanzoni说，该设备由一个连接在混凝土屋顶瓦上的pv蚀刻玻璃面板制成，采用了一家“在欧洲很成熟”的中国生产商生产的22%效率的太阳能电池。该产品具有25年的性能保证，重量为6公斤，其中光伏设备贡献1.2公斤，包括3毫米的缎纹钢化玻璃。

【关键词】英国，光伏瓦，6公斤

【摘要】　　6月1日，北极星电力网讯，锂硫电池被誉为下一代电池技术，有望让手机、电动汽车等产品的续航时间更长，而且与目前的锂离子电池相比，可以更加环保的方式，可持续性生产此类电池。不过，此类电池的使用寿命比锂离子电池短，会随着时间推移而退化。据外媒报道，德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的一组研究人员找到了一种方法，可以让锂硫电池中最具挑战性的部分之一稳定下来，加速锂硫电池技术的商业化。研究人员的研究结果表明，在电池内部原位，打造一种人工碲层，覆盖在金属锂上，可以让电池的使用寿命延长4倍。研究人员表示，现在，锂硫电池最适合用于需要轻型电池的设备，一次充电就可运行很长时间，无需多次充电周期，如无人机。此外，此类电池也有潜力在延长电动汽车续航里程、增加可再生能源采用率方面发挥重要作用。

【关键词】美国，金属锂，寿命延长

【摘要】　　5月28日，北极星电力网讯，麻省理工学院（MIT）的一项研究表明，用过的电动汽车电池可用于存储大型太阳能发电厂所产的电能。这些来自美国的研究人员声称，即使设备的容量已降至初始容量的80%，也能在加利福尼亚的太阳能+储能项目中比专门的公用事业级电池提供更好的投资前景，尤其因为这种“二手利用”电动汽车电池的价格仅为其购买价格的60%。MIT的研究共同作者Ian Mathews承认，大规模部署二手电动汽车电池仍存在技术障碍，比如如何聚合来自不同制造商的电池，以及筛选哪些设备可以重复利用。然而Mathews坚持认为，二手电动汽车电池仍能实现具有说服力的商业案例，足以收回回收电池、筛选性能和重新部署的成本。

【关键词】二手，电池，储能

【摘要】　　5月28日，北极星电力网讯，近日，罗马大学、德国弗劳恩霍夫有机电子研究所和哥伦比亚南哥伦比亚大学的研究人员开发了一种可弯曲的钙钛矿太阳能电池，用于室内应用，据称可以在100-500勒克斯照度下工作。相比传统的硅晶太阳能电池，柔性钙钛矿太阳能电池是基于可以弯曲、折叠、重量低的太阳能电池，因其高效率，低成本，且制备工艺简单，因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者之一。柔性钙钛矿太阳能电池可以满足航空航天中的临近空间装备、野外军事信息化装备、阳光动力无人机、高空探测装备以及如手机等种类繁多消费类电子产品的一些特别需求。而柔性衬底是决定柔性钙钛矿太阳能电池性能的关键因素。

【关键词】柔性，钙钛矿，颠覆

【摘要】　　5月27日，北极星电力网讯，一款由澳大利亚科学家开发的、全世界首屈一指的钙钛矿太阳能电池通过了一系列高温和湿度测试，采用低成本的解决方案克服了一些阻碍该技术走向商业化的挑战。科学家们正是利用简单、低成本的聚合物-玻璃毡抑制钙钛矿太阳能电池分解来做到这一点的。由新南威尔士大学（UNSW）主导且与悉尼大学（University of Sydney）合作组建的一个科学家小组声称，在开发耐久型钙钛矿太阳能电池（“下一代”太阳能光伏技术）的全球竞赛中，他们走在世界最前列。在走向商业化的重要一步中，该小组宣布其钙钛矿已通过严格的国际电工委员会（IEC）高温和湿度测试标准。这些科学家们一直致力于研究金属卤化物钙钛矿太阳能电池，在短短10年时间里取得了前所未有的进展，将电池的电源转换效率从3.8%提高到25.2%。

【关键词】澳大利亚，钙钛矿，进展

【摘要】　　5月27日，北极星电力网讯，据外媒报道，一个韩国研究团队成功为锂离子电池研发了新一代高容量负极材料。韩国科学技术研究院（Korea Institute of Science and Technology，KIST）宣布，KIST储能中心负责人Kyung Yoon博士、Sang-Young Lee教授（韩国国立蔚山科学技术研究院）以及KIST纯中心首席研究员Wonyoung Chang博士组成的联合研究小组通过利用三文鱼的DNA稳定过锂化层状氧化物（OLO），成功研发了一种高性能阴极材料。在锂离子二次电池中，充放电过程中锂离子在阴阳极之间来回移动的数量决定了电池系统的能量密度。换句话说，研发高容量的阴极材料对于提高锂离子电池的容量至关重要。KIST研究团队采用了综合先进分析技术（研究各种因素，从单个颗粒到电极），发现OLO的电化学特性及其结构稳定性机制都得到了改善。原位X射线分析结果也证实，在充放电循环过程中，结构退化得到了抑制，热稳定性得到改进。

【关键词】韩国，锂离子，提高

【摘要】　　4月24日，北极星电力网讯，据外媒报道，日本丰桥技术科学大学（Toyohashi University of Technology）电气与电子信息工程系的一组科学家采用一种低成本的简单液相法合成了一种活性含硫材料和碳纳米纤维（CNF）复合材料。研究人员采用液相法制成了硫-CNF复合材料，再制成了全固态锂硫电池，与锂离子二次电池相比，其放电容量更高、循环稳定性更好。因此，未来，此类固态锂硫电池将能够用于电动汽车等。去年获得诺贝尔化学奖的锂离子二次电池已被广泛应用于智能手机、电动汽车等领域。近年来，由于混合动力汽车和电动汽车的数量增加，全固态电池作为下一代电池也受到了关注。特别是全固态锂硫电池的能量密度是传统锂离子二次电池的5倍，因而其备受关注。不过，硫是一种绝缘体，因此限制了其应用于电池设备。为了解决该问题，硫必须配备能够传导离子和电子的路径。

【关键词】日本，固态，锂电池

【摘要】　　4月24日，北极星电力网讯，近日，澳大利亚墨尔本斯威本科技大学（Swinburne University of Technology）转化原子材料中心（Center for Translational Atomaterials，CTAM）的研究人员开发了一种新型石墨烯薄膜，这种薄膜可以吸收90%以上的太阳光，同时消除了大部分红外热发射损失。这是一种高效的太阳能加热超材料，能够在开放环境中以最小的热损失快速加热到83摄氏度（181华氏度）。该薄膜的拟议应用包括热能收集和储存、光热发电和海水淡化。这种三维结构的石墨烯超材料由一层30纳米厚的交替石墨烯薄膜和沉积在沟槽状纳米结构上的介电层组成，该结构兼作铜衬底以增强吸收。更重要的是，所述基板以矩阵排列来图案化，以使得波长选择性吸收的柔性可调谐性。

【关键词】澳洲，石墨烯，超材料

【摘要】　　4月16日，北极星电力网讯，在著名的Joule和PNAS（美国国家科学院院刊）杂志上发表的两篇研究论文中，由莫纳什大学（Monash University）牵头的国际研究小组开发了一种高效的超薄光伏电池，最高的机械弯曲和拉伸能力，以及提供持久动力的能力。在Joule论文中，研究人员成功地开发了可制造超柔性太阳能电池的新型机械坚固的光吸收材料。这些电池可实现13%的功率转换效率，在1000次弯曲循环后保持97%的效率，在1000次拉伸循环后保持89%的效率。莫纳什大学材料科学与工程系的研究员黄文超博士表示功率转换效率考虑了可以将多少太阳能转化为电能，地球上照射的太阳能为每平方米1000瓦，该设备每平方米可产生130瓦特的电能，能够达到的13%的效率是有机太阳能电池中最高的效率之一。

【关键词】超薄，电池，动力

【摘要】　　4月16日，北极星电力网讯，美国国家可再生能源实验室（NREL）发表在《自然能源》上的一项新研究表明，科学家们已经制造出了一种效率接近50%的太阳能电池。美国国家可再生能源实验室宣布，科学家们制造出了一种六结太阳能电池，在集中照明下测得的效率为47.1%，从而创造了新的世界纪录。据了解，这款设备即六-接合点III-V太阳能电池，其由六种不同类型的光敏层组成。每一种是由不同的III-V材料组成，以它们在元素周期表上的位置命名，这些材料从光谱的不同部分收集能量。据悉，该太阳能电池比人的头发还薄，总共约有140层。同样值得注意的是，这个纪录是在光聚焦下被打破的，此时的光强度是自然光强度的143倍。虽然这种设计的效率在实际应用中会明显下降，但研究团队表示，这种设备可以用一面镜子将阳光聚焦到电池上。

【关键词】光伏，电池，转换率

【摘要】　　3月26日，北极星电力网讯，据外媒报道，科学家们首次研发了一种能够有效吸收阳光的单分子，而且该分子还可以作为一种催化剂，将太阳能转化为氢气，而氢气可作为清洁的燃料替代品，用于燃油汽车。该种新分子可以从整个可见光光谱中收集能量，与目前的太阳能电池相比，可以多利用50%的太阳能。这一发现可以帮助人们摆脱对化石燃料的依赖，转向使用不会对气候造成影响的能源。研究人员首次证明，可以从太阳光的整个可见光光谱(包括低能量红外光谱，也是太阳光光谱的一部分，以前很难收集该光谱的能量)中收集能量，并迅速且有效地将其转化成氢气。氢气是一种清洁燃料，在使用过程中不会产生碳或二氧化碳。

【关键词】美国，光伏，制氢

【摘要】　　3月11日，在国家重点研发计划的支持下，上海科技大学物质学院宁志军课题组在非铅钙钛矿太阳能电池方面取得重要进展。通过器件结构的改进将锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压提高到了0.94 V，实现了12.4%的光电转化效率，这是目前国际上已报道的稳态输出效率最高的非铅钙钛矿太阳能电池。该成果以“Ultra-high open-circuit voltage of tin perovskite solar cells via an electron transporting layer design”为题，在Nature Communications上发表。宁志军课题组引入低维锡钙钛矿来制备锡钙钛矿太阳能电池。相比于三维结构，低维锡钙钛矿的氧化需要更高的能量，因此引入低维结构能提高钙钛矿的本征稳定性。此外，在钙钛矿外进行有机分子的包覆可以抑制钙钛矿和氧气的接触，进一步提高了钙钛矿的抗氧化能力。低维结构的引入使器件的效率和稳定性得到了提高。基于低维结构的锡钙钛矿太阳能电池实现了5.9%的光电转化效率。

【关键词】非铅钙钛矿太阳能电池，效率，破纪录

【摘要】　　3月11日，北极星电力网讯，近日，国际知名期刊《科学》发表了一项电池制造方面的重大突破——通过在有纹理的硅上“催长”钙钛矿，多伦多大学和阿卜杜拉国王科技大学的研究人员们开发出高效、稳定的双叠层太阳能电池。以往，宽带隙钙钛矿可以通过形成串联电池来提高硅太阳能电池的效率，但是通常钙钛矿必须在硅电池的光滑面上生长，因为在粗糙的光捕获面上生长的材料通常不能完全覆盖硅酸盐电池。硅表面及其粗糙的纹理易于相分离。而这次，研究人员们用带隙约为1.68电子伏特的钙钛矿“生长”出厚膜，并使用钝化剂1-丁硫醇限制了其相互分离。整体来看，这些综合的增强功能，使钙钛矿硅串联太阳能电池的独立认证功率转换效率达到了25.7%。这些器件在85°C下进行400小时的热稳定性测试后，以及在40°C下在最大功率点跟踪400小时后，其性能几乎没出现衰减。

【关键词】双叠层，太阳能，效率

【摘要】　　3月6日，北极星电力网讯，由比利时imec研究所领衔的研究人员声称在1平方厘米钙钛矿串叠太阳能电池上取得了这一结果。这一数据高于该企业联盟在2018年9月公布的24.6%效率。该电池的开发人员现在将目标设定为30%。由比利时研究所imec所牵头的一组国际研究人员声称，使用基于钙钛矿的薄膜太阳能电池现已达到25%的效率。imec研究人员、VITO研究员，以及比利时哈瑟尔特大学的研究员Bart Vermang透露，凭借这些薄膜太阳能电池，第一次能真正与传统太阳能电池板领域竞争。研究人员在这次破纪录的设备中采用了两种互相叠放的材料。该研究小组表示，最近几周，我们将最佳的底部和顶部电池相互结合，并借此方式达到了25%的高效率水平。但关于电池技术的详细信息并未透露。

【关键词】国际企业联盟，钙钛矿CIGS，效率

【摘要】　　2月26日，北极星电力网讯，2月25日消息，总部位于法国普罗旺斯的下一代能源存储系统制造商NAWA Technologies完成最新一轮1300万欧元的融资，新融资将推进其大规模生产下一代超级电容电池。下一代超级电容电池将解决制约电动汽车的两大难题：充电时间长、续航里程短。据报道，下一代超级电容电池可以多储存100倍的电能，比传统电池节省150倍的成本，并将电池废料对环境的影响降低了5倍。NawaTechnologies官方表示，该电池系统能够在短短数秒中完成充电，同时由于没有发生化学反应，其使用寿命非常长，充电周期可以高达100万次。未来超级电容将会和锂电池组合，共同组成新能源车的动力系统。

【关键词】大规模，超级电容，趋势