太陽電池研究機構(gòu)簡介

國內(nèi)外太陽電池研究機構(gòu)簡介

沈

輝研究機構(gòu)德國瑞士荷蘭西班牙美國澳大利亞日本臺灣大陸德國研究機構(gòu)夫朗霍費太陽能系統(tǒng)研究所（FraunhoferISE）漢諾威大學(xué)太陽能研究所（ISFH）于利希光伏技術(shù)研究所（IPV）斯圖加特大學(xué)--光伏研究所（IPV）斯圖加特ZSW康斯坦茨國際太陽能研究中心（ISC）亥姆霍茲柏林材料與能源中心（HZB）夫朗霍費太陽能系統(tǒng)研究所

（FraunhoferISE）

FraunhoferInstituteforSolarEnergySystems,Germany）1981年由

Prof.AdolfGoetzberger創(chuàng)立于德國弗萊堡（Freiburg）1993年

Prof.JoachimLuther成為研究所第二任所長2006年

Prof.EickeR.Weber成為第三任所長是歐洲最大的太陽能研究所，員工超過1200名，其中400名為固定員工。研究所致力于教育與培訓(xùn)高素質(zhì)的人員以研究與發(fā)展太陽能技術(shù)，員工中有120多名博士生，120多名碩士生，多名實習(xí)生及兼職學(xué)生。研究所的研究工作在辦公室、實驗室、試驗場，占地面積超過27000m2。2011年研究所的收入6900萬歐元，主要來自產(chǎn)業(yè)（50%）、聯(lián)邦政府（29%）和歐盟政府（7%）等。2012年的預(yù)算為7340萬歐元。研究所與國內(nèi)外有著廣泛的合作關(guān)系，是德國可再生能源研究協(xié)會及歐盟可再生能源研究中心的成員。H.Shen,E.Weber(ISE),H.A.Lu(SEMI)FraunhoferISE研究所的主要研究部門：光熱系統(tǒng)與建筑（ThermalSystemsandBuildings）太陽電池-研發(fā)與表征（SolarCells-DevelopmentandCharacterization）電力能源系統(tǒng)（ElectricalEnergySystems）能源技術(shù)（EnergyTechnology）光熱與光學(xué)（SolarThermalandOptics）光伏產(chǎn)品技術(shù)與質(zhì)保（PVProductionTechnologyandQualityAssurance）材料-太陽電池與技術(shù)（Materials-SolarCellsandTechnologies）光伏組件、系統(tǒng)與可靠性（PhotovoltaicModules,SystemsandReliability）FraunhoferISEFraunhoferISE的研究領(lǐng)域：●

節(jié)能建筑（負責(zé)人：DrHans-MartinHenning）墻體和窗體；建筑概念、分析和操作；保溫和制冷中的熱儲；節(jié)能和太陽能制冷；建筑物能量供應(yīng)系統(tǒng)；采光技術(shù)●

應(yīng)用光學(xué)和功能表面（負責(zé)人：DrWernerPlatzer）鍍膜（涂料）-技術(shù)與系統(tǒng)微結(jié)構(gòu)表面墻體和窗體照明技術(shù)聚光器光學(xué)●

太陽能光熱技術(shù)（負責(zé)人：DrWernerPlatzer）FraunhoferISE●

硅光伏（負責(zé)人：DrStefanGlunz）原料、結(jié)晶和切片；晶體硅；薄膜太陽電池；商業(yè)電池和新電池結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)設(shè)備和工藝改進；表征、質(zhì)保和測量技術(shù)改進●

光伏組件和系統(tǒng)（負責(zé)人：DrHarryWirth）組件技術(shù)；組件和系統(tǒng)質(zhì)保；耐久性分析和環(huán)境模擬；●

新光伏技術(shù)（負責(zé)人：DrAndreasBett）III-V：外延生長電池和器件；染料敏化和有機太陽電池；聚光系統(tǒng)；新電池概念和光管理FraunhoferISE●

可再生電源（負責(zé)人：DrGüntherEbert）自主電源和微電網(wǎng)智能電網(wǎng)電力電子控制系統(tǒng)電力存儲系統(tǒng)太陽能電站分散式光伏水凈化系統(tǒng)電動汽車●

氫技術(shù)（負責(zé)人：DrChristopherHebling）氫生成和存儲燃料電池系統(tǒng)微能源系統(tǒng)

漢諾威萊布尼茲大學(xué)哈默爾恩太陽能研究所

（ISFH）

ISFH：InstitutfürSolarenergieforschungHamelnISFH創(chuàng)立于1987，是下薩克森州獨資經(jīng)營的一個非營利性機構(gòu)。2011年科研經(jīng)費1175萬歐元。從公共研究贊助商如聯(lián)邦政府，下薩克森州政府或歐盟等得到資助。

也有來自產(chǎn)業(yè)的橫向研究項目，2011年的金額為384萬歐元。2011年底，ISFH有155名員工。員工主要有科學(xué)技術(shù)人員和博士研究生。有本科生在此接受科技培訓(xùn)。有40名固定員工以保證科研工作連續(xù)性和基礎(chǔ)設(shè)施維修服務(wù)。ISFH現(xiàn)任所長是2004年10月開始履職的Prof.Dr.-Ing.RolfBrendel），他還是漢諾威萊布尼茨大學(xué)數(shù)學(xué)與物理學(xué)院的全職教授。ISFH研究所分三個部門：光伏部，光熱部，科技服務(wù)部。光熱部負責(zé)人Dipl.-Ing.GunterRockendorf有3個研究小組：●

熱能存儲和系統(tǒng)集成，負責(zé)人Dipl.-Ing.GunterRockendorf●

集熱器，負責(zé)人：FedericoGiovannetti博士；●

材料，負責(zé)人：

RolfReineke-Koch博士。ISFH與漢諾威萊布尼茲大學(xué)科學(xué)家有緊密合作，如Prof.Dr.JanSchmidt，Prof.Dr.Nils-PeterHarder）和ThorstenDullweber博士。6個研究小組：●

組件封裝技術(shù)，負責(zé)人：MarcK?ntges博士；●

晶硅太陽電池，負責(zé)人：Prof.Dr.Nils-PeterHarder●

硅薄膜太陽電池，負責(zé)人：SarahKajari-Schr?der博士；●

產(chǎn)業(yè)技術(shù)，負責(zé)人：ThorstenDullweber博士；●

材料，負責(zé)人：Prof.Dr.JanSchmidt；●

模擬，負責(zé)人：PietroAltermatt博士ISFH●

光伏研究亮點和成果：ALD氧化鋁鈍化膜，在156mm×156mm的硅片上30nm/min的速率下Seff

<3cm/s引入AlOx隧道層接觸鈍化，在2cm×2cm

PERC太陽電池上獲得21.7％的效率在156mm×156mm的

n型CZ-Si上用Al2O3

鈍化B擴散發(fā)射級制得的EWT背接觸太陽電池，實現(xiàn)了21.1％的效率在a-Si/c-Si異質(zhì)結(jié)發(fā)射極背接觸太陽電池上，世界第一個達到20％的效率156mm×156mm的

p型CZ-Si背面介質(zhì)鈍化絲網(wǎng)印刷電池達到穩(wěn)定的效率19.4％多孔硅太陽電池（43μm）達到創(chuàng)紀錄的19.1％的效率為太陽電池的點摻雜引入了一種新的激光摻雜工藝改進了模擬磷在硅中擴散工藝的模型光伏組件斷裂概率的模擬和測量在電池的互聯(lián)中引入鋁-激光-焊接工藝使得組件效率達到20％德國于利希光伏研究所

InstituteofPhotovoltaics，F(xiàn)orschungszentrumJülich于利希能源與氣候研究中心（IEK，F(xiàn)orschungszentrumJülich）的一個部門（IEK-5，Photovoltaics），是世界領(lǐng)先的硅薄膜太陽電池研究機構(gòu)，主要研究以硅薄膜等為材料的低成本高效率的太陽電池，專注于研究精心設(shè)計的微結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電層、研究非晶硅和微晶硅疊層電池以匹配整個光譜范圍，以獲得優(yōu)化的轉(zhuǎn)換效率。同時涉及納米技術(shù)在光伏中的應(yīng)用等前瞻性課題的研究。從基礎(chǔ)科學(xué)的研究到工藝的研發(fā)、質(zhì)量的控制到工業(yè)成品的整個產(chǎn)業(yè)鏈，于利希光伏研究所具有較強的競爭力。于利希光伏研究所的負責(zé)人是

Prof.Dr.UweRau

InstituteofPhotovoltaics研究所分2個部門：材料和電池部；分析和模擬部材料和電池部的負責(zé)人：Dr.FriedhelmFinger4個研究小組：●

激光工藝和組件技術(shù)●

光散射●

材料和電池研發(fā)●

工藝技術(shù)分析和模擬部的負責(zé)人：Prof.Dr.ReinhardCarius4個研究小組：●

器件模擬●

材料表征和納米材料●

電池和組件表征●

光學(xué)斯圖加特大學(xué)-光伏研究所

（IPV）

Instituteforphotovoltaics，UniversityofStuttgart斯圖加特大學(xué)光伏研究所前身是Prof.WernerKluge）創(chuàng)立于1950年代的物理電子學(xué)研究所，2011年10月更名為光伏研究所。自1996年，在Prof.JürgenWerner的帶領(lǐng)下，研究所將研究重點轉(zhuǎn)移到晶硅和非晶硅光伏技術(shù)。除了太陽電池制備、表征、模擬和組件，還研發(fā)新概念、新材料來提高硅基電池的性能。研究所的另一個重要領(lǐng)域是激光技術(shù)。IPVIPV的研究小組有：●

器件分析：為半導(dǎo)體層、太陽電池、光伏組件提供分析和模擬聯(lián)系人：Dr.-Ing.MarkusSchubert

●

硅薄膜：正在研發(fā)太陽電池和基于非晶硅納米晶硅薄膜的光探測器；柔性光伏組件的串聯(lián)技術(shù)；低溫沉積超薄非晶硅層鈍化晶硅太陽電池；不同材料、電池類型和氣候?qū)夥到y(tǒng)能量產(chǎn)出的影響。聯(lián)系人：Dr.-Ing.MarkusSchubert●

商業(yè)電池：提高商業(yè)電池的效率并降低其成本。與其他IPV小組合作研究選擇性發(fā)射極、細柵絲印前表面金屬化、銀的替代漿料。研究減少光伏組件的光學(xué)損失。聯(lián)系人：Dr.rer.Nat.RenateZapf-Gottwick●

激光工藝：為單晶硅和多晶硅太陽電池的激光工藝研發(fā)新技術(shù)。

例如，激光摻雜、激光刻蝕、激光輔助金屬化。聯(lián)系人：Dr.-Ing.JürgenK?hlerIPV目前在研的光伏項目（不包括與企業(yè)的合作項目）：激光摻雜背接觸太陽電池聯(lián)系人：Dr.rer.nat.RenateZapf-Gottwick柔性薄膜組件聯(lián)系人：Dr.-Ing.MarkusSchubert薄膜太陽電池非晶硅層快速沉積聯(lián)系人：Dr.-Ing.MarkusSchubert激光摻雜在太陽電池中的應(yīng)用聯(lián)系人：Dr.-Ing.JürgenK?hler不同光伏組件的年能量產(chǎn)出聯(lián)系人：Dr.-Ing.MarkusSchubert組件監(jiān)控器聯(lián)系人：Dr.-Ing.MarkusSchubert

斯圖加特太陽能與氫能研究中心

（ZSW）

CIGSWürthSolar2014:20.7%(poly-Si:20.4%,ISE)

InternationalSolarEnergyResearchCenterKonstanz(ISCKonstans)ISCKonstans是康斯坦茨大學(xué)在2005年成立的非營利性機構(gòu)，17個創(chuàng)始人員主要是物理學(xué)家，目前有60名員工。ISCKonstans的訓(xùn)詞是：為陽光明媚的未來而求索（Researchforasunnyfuture）。研發(fā)資金來源于會員捐贈、12個產(chǎn)業(yè)合作伙伴的合同、歐盟及政府環(huán)保部門的公共研究項目。德國康斯坦茨國際太陽能研究中心(ISCKonstans)ISCKonstansISCKonstans以硅電池研發(fā)為主，研究重點包括：為高效電池的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)新工藝和新設(shè)備研發(fā)、測試創(chuàng)新性的太陽電池按客戶的自定義工藝步驟為其生產(chǎn)特殊樣品太陽電池組件損失分析電池表征和模擬研發(fā)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)化電池標準工藝另外，專注于新型電池的理論研究和生產(chǎn)制造，例如：n型電池（前結(jié)和背結(jié)）背面開膜結(jié)構(gòu)背接觸電池（EWT,MWT,IBC）適應(yīng)不同光照的器件（0.01—10suns）

亥姆霍茲柏林材料與能源中心

（HZB）德國亥姆霍茲柏林材料與能源中心（HZB，原柏林哈恩-邁特納研究所HMI）HITCIGS

（洛桑）瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）

光伏實驗室（PV-Lab）Photovoltaicsandthinfilmelectronicslaboratory(PV-LABofIMT，EPFL:EcolepolytechniquefédéraledeLausanne)由

Prof.ArvindShah創(chuàng)立于1984年，現(xiàn)任負責(zé)人是Prof.ChristopheBallifPV-Lab在硅薄膜的制備中創(chuàng)新性地引入了若干新工藝，例如超高頻等離子沉積和將微晶硅作為有效的光伏材料?，F(xiàn)在實驗室的研究范圍廣泛，從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移。實驗室精通多種高效薄膜太陽電池和晶硅太陽電池器件制造工藝，被瑞士聯(lián)邦政府認定為國家光伏技術(shù)中心。PV-Lab擁有超過50名員工?；窘?jīng)費來自EPFL和瑞士聯(lián)邦政府、瑞士技術(shù)創(chuàng)新委員會、瑞士國家科學(xué)基金和歐盟。另外，經(jīng)費來源還包括SwissCCEM-CH、AxpoNaturstromfonds、SwisselectricResearch、SIG和CERN。PV-Lab主要的研究小組與課題：●

玻璃襯底硅薄膜太陽電池成員：Dr.M.Despeisse,Dr.F.Sculati-Meillaud研究高效非晶硅和微晶硅的單結(jié)、多結(jié)太陽電池（p-i-n）。微晶硅太陽電池是PV-Lab于1994年首先研發(fā)出來。1990年代中期，PV-Lab提出微晶硅和非晶硅疊層電池以獲得更好的光譜響應(yīng)，之后這一概念被越來越多的研究機構(gòu)和公司采用。主要的研究內(nèi)容：表征和提高PECVD微晶硅材料性能提高非晶硅太陽電池的穩(wěn)定性，減少光致衰減研究單結(jié)到多結(jié)電池的陷光潛力，研發(fā)表面織構(gòu)的新方法新材料為多結(jié)電池中的光學(xué)限制發(fā)展新的概念改進電池設(shè)計以保持高度織構(gòu)化基底上沉積的電池的電學(xué)性能測試不同的多結(jié)組合，研發(fā)寬禁帶和窄禁帶的材料改善電池設(shè)計以降低硅薄膜電池組建的成本和等離子小組合作研究等離子條件、材料性能和電池效率之間的關(guān)系發(fā)展材料、電池和組件的表征技術(shù)PV-Lab●

柔性襯底硅薄膜電池由于卷對卷技術(shù)能夠降低成本，因而n-i-p結(jié)構(gòu)的硅薄膜電池一般以柔性材料作襯底。該小組的研究結(jié)合硅薄膜電池的一般性質(zhì)和沉積順序、低溫襯底等特殊要求。研究工作可分為2個主要方面：襯底織構(gòu)光散射和吸收增強●

透明導(dǎo)電薄膜

主要的研究內(nèi)容：CVD生長的ZnO的陷光效應(yīng)ZnO的CVD生長模型不同TCOs的比較ZnO生長中的種子層和玻璃織構(gòu)效應(yīng)優(yōu)化TCO的透明度和導(dǎo)電性PV-Lab●

a-Si/c-Si異質(zhì)結(jié)太陽電池優(yōu)化本征緩沖層、界面層鈍化，低溫細柵金屬化。器件物理基礎(chǔ)研究，包括材料和界面的性能等等離子體和薄膜性能之間關(guān)系的基礎(chǔ)研究重要的研究成果：一個新的界面復(fù)合模型；本征非晶層與晶硅層界面鈍化的性質(zhì)摻雜a-Si:H/c-Si界面復(fù)合的性質(zhì)；硅烷的損耗作為a-Si:H/c-Si界面鈍化質(zhì)量的指示；a-Si:H/c-Si界面的光致退化通過氫等離子處理提高a-Si:H/c-Si界面的鈍化質(zhì)量>21%的n型和p型硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的比較ITO濺射對a-Si:H/c-Si界面的損傷高效硅異質(zhì)結(jié)和背鈍化太陽電池的紅外光管理PV-Lab●

光伏組件設(shè)計成員：Dr.L.-E.Perret-Aebi,Dr.H.-Y.Li,V.Chapuis,P.Heinstein光伏聚合物封裝材料的流變學(xué)研究封裝材料和粘附力的測試表征封裝材料性能的研究非接觸式監(jiān)測組件中水汽的進入;機械性能和可靠性測試光伏組件回收新的低成本光伏建筑一體化解決方案●

薄膜電子學(xué)高輻照條件下的粒子傳感器室內(nèi)低光照下的高效光伏器件光伏電力存儲解決方案(洛桑)瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）

光子與界面實驗室（LPI）

LaborotaryofPhotonicsandInterfaces,LPI，EPFLLPI的負責(zé)人是Prof.MichaelGr?tzel。他首次將微觀納米材料引入能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)尤其是太陽電池，可以說他是真正意義上的染料敏化太陽電池的開創(chuàng)者，也是對這一領(lǐng)域最有貢獻的科學(xué)家。他是世界科學(xué)成果被引用數(shù)量最高的十大化學(xué)家之一。LPI目前的主要研究方向是：●

半導(dǎo)體納米晶體和微觀氧化物薄膜●

染料敏化電池鋰嵌入●

電池和電致變色顯示●

開發(fā)新的離子液體作為太陽電池和其他電化學(xué)器件的綠色電解質(zhì)(蘇黎世)瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）

光伏實驗室

柔性CIGS世界紀錄

柔性CdTe世界記錄荷蘭能源研究中心

（ECN）

EnergyResearchCentreoftheNetherlands，ECNECN是荷蘭先進的能源創(chuàng)新研究所，研究領(lǐng)域有太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。太陽能是ECN重點研究領(lǐng)域之一。ECN太陽能擁有85名專家，在光伏材料、電池工藝、電池和組件的設(shè)計及生產(chǎn)領(lǐng)域有著高水平的專業(yè)技術(shù)。其先進的技術(shù)轉(zhuǎn)移到光伏產(chǎn)業(yè)，全球60%的太陽電池組件內(nèi)含ECN技術(shù)。ECN的研發(fā)項目主要在兩個區(qū)域：晶體硅太陽電池和薄膜太陽電池（非晶硅與微晶硅柔性薄膜電池、高分子與染料敏化太陽電池）。這些研究的主要部分都是和國內(nèi)及國際的伙伴進行合作。ECN的突破性的技術(shù)包括在線電池工藝、氮化硅減反鈍化膜、MWT電池等，這些技術(shù)在今天的光伏產(chǎn)業(yè)中扮演者十分關(guān)鍵的角色。ECN近年來ECN與合作者成功地完成了若干的項目。2009-2010年，英利、Tempress和ECN共同實施ECN的n型專利技術(shù)，試用一年后，英利建成了300MWp年產(chǎn)能的生產(chǎn)線，半年后宣布擴產(chǎn)到600MWp（η=19.5%）。ECN成為背接觸多晶硅太陽電池組件效率的領(lǐng)先者。2009年11月，ECN創(chuàng)造了高效多晶硅太陽電池組件的最新世界紀錄，其轉(zhuǎn)換效率達到17%，之前的世界紀錄為15.5%。ECN正致力于薄膜電池技術(shù)的研究，包括硅薄膜和有機電池等。ECN與世界級的有機電子技術(shù)研究中心HolstCentre密切合作研究有機光伏。薄膜技術(shù)有望使光伏產(chǎn)品以低成本任意尺寸納入現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)和建筑中，ECN與其合作伙伴正處于這未來技術(shù)的黎明。西班牙馬德里理工大學(xué)(UPM)

太陽能研究所（IES）

TheSolarEnergyInstitute(IES)ofthePolytechnicUniversityofMadrid(UPM)。IES是西班牙最著名的太陽能研究機構(gòu)，由Prof.AntonioLuque創(chuàng)立于1979年。

6個研究小組：●

量子計算：計算新半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)等以尋找新的光伏材料Dra.PerlaWahnon；●

基礎(chǔ)研究：中間帶材料、量子點等理論實驗研究（A.Luque）；●

硅技術(shù)：降低產(chǎn)品，開發(fā)新產(chǎn)品。研究電池工藝、新表征手段、

冶金硅等（A.Luque）；●III-V半導(dǎo)體技術(shù)：聚光電池等（C.Algora）；●

系統(tǒng)與設(shè)備集成：光伏光熱測量表征的儀器和設(shè)備（G.Sala）●

光伏系統(tǒng)（E.Lorenzo）美國國家可再生能源實驗室

（NREL）

NREL：NationalRenewableEnergyLaboratory,U.S.A，在光伏方面主要是國家光伏中心（NCPV），側(cè)重于技術(shù)創(chuàng)新來帶動光伏產(chǎn)業(yè)的增長。主要研究方向：1、硅材料與器件：主要成就：開發(fā)了熱絲CVD工藝；發(fā)現(xiàn)新型硅量子點太陽電池的關(guān)鍵因素；制備效率19.3%的P型異質(zhì)結(jié)硅片太陽電池；制備效率18.2%的無減反膜的黑色太陽電池；在大約700℃下以1.8μm/min的速率利用熱絲化學(xué)氣相沉積外延生長硅薄膜。NREL研究課題：硅薄膜生長以及外延生長的機制；氫擴散和氫鈍化缺陷；晶硅/非晶硅異質(zhì)結(jié)界面載流子的運輸；a-Si:H的光致亞穩(wěn)態(tài)退化；納米硅產(chǎn)品及其電學(xué)性質(zhì)。

首創(chuàng)性地在低成本的已形成種晶層的襯底上生長晶硅薄膜，目的是為了以薄膜的價格獲得晶硅電池的效率。設(shè)備與技術(shù)：硅原料測試平臺；熱絲CVD；氫化和快速熱工藝系統(tǒng)；銦錫氧化物薄膜沉積系統(tǒng)；超凈室以及常規(guī)晶硅電池工藝設(shè)備；電池和材料測試技術(shù)（I-V測試，量子效應(yīng)，少子壽命，光學(xué)測試等）。NREL2、薄膜材料與器件：NREL一直在從事碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池研究與器件開發(fā)，并且取得重要的成果，在2010年前一直保持世界領(lǐng)先水平。

研究方向：CdTe：制備Cd2SnO4和Zn2SnO4耐高溫透明導(dǎo)電緩沖層；解釋CdTe電池各種工藝后的電池形成機制；建立了新的長期的研究小組對CdTe的失效機制進行研究，以期建立高效的CdTe電池評估平臺。CIGS：探究其它可替代新材料；設(shè)計新的材料和結(jié)構(gòu)來滿足對電池穩(wěn)定性的要求。這兩類電池所取得的世界紀錄都是基于NREL提出的如圖所示的電池結(jié)構(gòu)

NRELNREL3、III-V異質(zhì)結(jié)太陽能電池材料與器件：NREL對III-V異質(zhì)結(jié)太陽電池具有較強的科研能力4、新材料和新工藝：這塊主要是針對有機太陽電池（OPV）和透明導(dǎo)

電氧化物（TCOs）的研究。5、測試及分析：NREL測試從材料到電池、組件、系統(tǒng)都有相應(yīng)研究。性能和可靠性：實時可靠性研究（通過與外界合作研究組件和系統(tǒng)的長期性能及其可靠性）；加速測試（研究組件和材料受熱循環(huán)、熱、水分、紫外線的失效模式）。

太陽能資源和并網(wǎng)研究：高質(zhì)量太陽能資源數(shù)據(jù)來確定系統(tǒng)最優(yōu)選址問題；電力并網(wǎng)研究。光伏工程：工程測試和評估；制定光伏標準；光伏能源評級。NRELNREL最新科技成果：2013/2/8證實量子點可以在納米線最優(yōu)的位置實現(xiàn)自主裝。相關(guān)論文《Self-assembledquantumdotsinananowiresystemforquantumphotonics》.

2013/1/10在科學(xué)報告上報道了在皮和棒上制備太陽電池?！禤eelandStick:FabricatingThinFilmSolarCellsonUniversalSubstrates》2012/10/12NREL通過納米技術(shù)使得晶硅太陽電池在不需要減反膜的條件下達到18.2%的效率?！禔n18.2%-efficientblack-siliconsolarcellachievedthroughcontrolofcarrierbinationinnanostructures》.

麻省理工學(xué)院光伏研究實驗室

（MITPVLab）

MassachusettsInstituteofTechnology：PhotovoltaicResearchLaboratory重點研究商用和下一代太陽能電池材料與器件。研究方向1、晶體硅：（1）提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率：通過計算機模擬，發(fā)展電池缺陷的的檢測、操作、鈍化以及去除的工藝。開發(fā)了雜質(zhì)對效率影響的模擬軟件（I2E）；

利用硅和其它材料制備多結(jié)電池，吸收各個波段的太陽光以提高轉(zhuǎn)換效率；采用激光重參雜，修改硅帶隙，增加光吸收系數(shù)。（2）降低生產(chǎn)成本：

開發(fā)薄片工藝，使硅片盡量薄而不影響電池性能。MITPVLab2、薄膜：（1）硫化錫：SnS具有1.3eV的直接帶隙和1.1eV的間接帯隙的交錯結(jié)構(gòu)，既可以增加光譜響應(yīng)，又增加了少子壽命。而且制備質(zhì)量比較好的硫化錫薄膜相對簡單。開發(fā)退火工序來促進SnS薄膜的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和電子性能；

開發(fā)快速氣相沉積技術(shù)來沉積高質(zhì)量的SnS薄膜；

研究各種n型半導(dǎo)體材料與SnS結(jié)合的界面，以確定最佳的結(jié)構(gòu)。在RF濺射時提高襯底溫度使得SnS晶粒尺寸增大（2）Cu2O：氧化亞銅元素豐富無毒，強烈吸收1.9-2.1eV能量的光子，具有很高少子壽命的潛能。開發(fā)了磁控反應(yīng)直流濺射沉積高質(zhì)量的Cu2O材料的方法，主要進行的工作集中在利用n型氧化物（例如ZnO和ITO）作為窗口層和透明導(dǎo)電層來優(yōu)化界面處的性質(zhì)。MITPVLab3、突破性概念：（1）重摻雜硅：通過重摻雜制備中間帶隙材料（IB）。開發(fā)一種新的光譜技術(shù)用來研究該材料的能帶結(jié)構(gòu)和載流子動力學(xué)；基于大量研究，正在開發(fā)和測試一些被選出來能作為中間帶硅的摻雜物。（2）多結(jié)太陽電池：將太陽光譜分成不同的頻譜波段來分別用不同的

半導(dǎo)體吸收。只考慮使用地球上豐富廉價的材料，最初設(shè)想是硅和氧化亞銅的串聯(lián)疊結(jié)電池結(jié)構(gòu)。

美國亞利桑那大學(xué)太陽能研究實驗室

（AZRISE）

TheArizonaResearchInstituteforSolarEnergy主要分為四個部分：光電轉(zhuǎn)換（PV）、儲能、教育及延伸、太陽能系統(tǒng)集成。在光伏電池的研究主要集中在提高轉(zhuǎn)換效率、降低成本和增加組件可靠性。研究方向：1、轉(zhuǎn)化效率的提高：

結(jié)設(shè)計（例如單結(jié)或多結(jié)）；半導(dǎo)體設(shè)計和性質(zhì)

電池對太陽光的吸收率；載流子傳輸?shù)诫姌O2、成本的降低：

加工方法；材料設(shè)計；制造和營銷能力3、提高組件的可靠性，同時降低對環(huán)境的影響：測量組件的可靠性和使用壽命；開發(fā)先進的密封材料；研究材料在外部環(huán)境下的退化過程；開發(fā)新的材料來替代薄膜電池所用的劇毒或者稀有材料；回收利用的方案評估

波音SpectrolabIII-V多結(jié)太陽電池LM：LatticeMatchedLMM:LatticeMismatchedorMetamorphic澳大利亞新南威爾士大學(xué)

（UNSW）

TheUniversityofNewSouthWales在光伏方面主要是光伏與可再生能源工程學(xué)院（SchoolofPhotovoltaicandRenewableEnergyEngineering）的馬丁格林（MartinGreen）教授所帶領(lǐng)的高效光伏研究中心（ARCPhotovoltaicsCentreofExcellence）展開工作的。主任：Prof.Dr.StuartRossWenham執(zhí)行研究主任：Prof.Dr.MartinAndrewGreenUNSWTheCentreofExcellence擁有的實驗室：theBulkSiliconResearchLaboratories體硅研究實驗室theDeviceCharacterizationLaboratory器件表征實驗室theOptoelectronicResearchLaboratories光電研究實驗室theThin-FilmCellLaboratory薄膜電池實驗室theIndustryCollaborativeLaboratory產(chǎn)業(yè)協(xié)作實驗室InkjetProcessingLaboratory噴墨工藝實驗室OrganicPhotovoltaic(OPV)Laboratory有機光伏實驗室theSemiconductorNanofabricationFacility(SNF)半導(dǎo)體納米實驗室

UNSWARCPhotovoltaicsCentreofExcellence的研究方向：FirstGeneration1、HighEfficiencySiliconCells高效硅電池AlternateRearReflectors選擇性背反射;SpectrumSplitting頻分裂2、Commercialisation商業(yè)化（1）finger柵線（2）advancedN-typeScreen-PrintedSolarcells先進N型電池的絲網(wǎng)印刷N-typeScreen-PrintedcellswithhomogeneoustopSurfaceDiffusion前表面均勻擴散;N-typeScreen-PrintedcellswiththeEquivalentofaSelectiveEmitter等效于一個選擇性發(fā)射極（3）BuriedcontactSolarcells刻槽埋柵太陽電池(4)LaserDopedSelectiveEmitterSolarcells激光摻雜的選擇性發(fā)射極電池(5)inkjettechnologyforSolarcellfabrication噴墨技術(shù)（6）DirectEtchingviaaerosol

Jetting通過氣溶膠噴射直接刻蝕（7）PLUTOTechnology冥王星技術(shù)UNSWSecondGeneration1、e-beamevaporatedpoly-crystalline(poly-Si)thin-filmsolarcells采用電子束蒸發(fā)的多晶硅薄膜太陽電池（1）Glasstexturing玻璃絨面（2）Solidphasecrystallisation(SPC)固相結(jié)晶作用（3）Transientheatingdefectanneal快速熱退火（4）PECVDcellsPECVD制備電池（5）E-BeamevaporatedSicells電子束蒸發(fā)制備硅電池2、organicsemiconductormaterialsandorganicphotovoltaicdevices有機半導(dǎo)體材料和有機光伏器件（1）orderedNanoparticlearraysforhybridorganic/inorganicSolar

cells有機/無機混合太陽電池（2）Poly-Si/organichetero-Junction

cell多晶硅/有機異質(zhì)結(jié)太陽電池UNSWThirdGeneration1、Sinanostructuresolarcells納米結(jié)構(gòu)硅太陽電池（1）the“all-Si”tandemcell全硅疊結(jié)電池（2）fabricationofSiQDnanostructures硅量子點納米結(jié)構(gòu)（3）DifferentmaterialsforQD

nanostructuresSiliconQDsembeddedinsiliconnitridematrix硅量子點植入SN基質(zhì)SiliconQDnanocrystalsembeddedinsiliconcarbidematrix硅量子點植入SC基質(zhì)Germaniumnanostructures鍺納米結(jié)構(gòu)Siliconnanocrystaldevicesonquartzsubstrates石英襯底上的納米硅器件2、hotcarriercells熱載流子電池3、up-conversion上轉(zhuǎn)換

日本先進產(chǎn)業(yè)科技研究院光伏技術(shù)研發(fā)中心

(RCPVT)

RCPVT：ResearchCenterforPhotovoltaicTechnologies，AdvancedIndustrialScienceandTechnology）所涉及的研究范圍包括材料、器件、系統(tǒng)設(shè)計、表征以及標準制定。中心由8個隊伍組成，以下是8個隊伍的簡要研究資料：1、先進高效電池團隊（ADHEP）：

研究方向：主要包括光吸收層、透明導(dǎo)電層的材料的性能提升；

制備高效的CIGS太陽能電池組件，尤其是柔性基底太陽能電池；

實驗室制備CIGS電池使其達到極限效率，并應(yīng)用于組件上；

為高效CIGS太陽電池開發(fā)新型替代材料。

主要成果：在實驗室制備出效率達19.4%的CIGS電池；

使用柔性的陶瓷襯底做出效率為15.9%的柔性CIGS電池。RCPVT2、先進的低成本工藝團隊（ALOCOP）：

研究方向：（1）硅薄膜太陽電池：運用新的沉積技術(shù)沉積非晶硅，來降低光致衰減作用；發(fā)展氫化非晶硅鍺材料作為電池底層來增加長波長的響應(yīng)；制作二疊結(jié)、三疊結(jié)硅薄膜太陽能電池；對非晶硅薄膜生長進行原位監(jiān)控；開發(fā)大折射率的基板（FLiSS）來替代織構(gòu)化這一工藝，以期消除織構(gòu)化對薄膜造成的缺陷。（2）有機薄膜太陽電池：發(fā)展高開路電壓高電流密度的低帶隙材料；通過結(jié)構(gòu)分析設(shè)計最優(yōu)的異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)；改善電極和緩沖層來控制激子和電荷的擴散；設(shè)計新型的金屬氧化物和有機物的疊層電池；探索有機薄膜電池的衰退機制；缺陷的檢測技術(shù)；探索各種環(huán)境因素對有機薄膜太陽能電池的影響，從而發(fā)展該電池的封裝技術(shù)。（3）染料敏化太陽電池：研發(fā)新的有機染料能與TiO2有很強的吸附能力。嘗試尋找染料中對于電池性能有影響的部分。RCPVT3、創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)讓團隊（INNOTECT）：

研究方向：（1）第一次采用背面引進聚酰亞胺層來提高背面反射，并且降低少子復(fù)合，詳見右圖：（2）新的制造工藝：固定磨料線鋸適合單晶硅切片，對于多晶硅采用此工藝后，表面織構(gòu)化采用新的噴砂刻蝕工藝來形成；（3）研究晶硅鍺異質(zhì)結(jié)太陽電池。RCPVT4、合作的組件穩(wěn)定性研究團隊（COMORET）：

與大量企業(yè)合作，探究電池組件在戶外受環(huán)境的影響，研究其穩(wěn)定性和長久性。

研究方向：

探究電池組件在戶外的穩(wěn)定性；加速處理來研究組件的穩(wěn)定性；

研制新的組件材料來獲得更好的組件穩(wěn)定性。5、校準、標準制定以及測量團隊（CASMET）：

發(fā)展光伏性能表征技術(shù)，光伏相關(guān)設(shè)備校準技術(shù)，制定光伏行業(yè)相關(guān)標準。

研究方向：（1）發(fā)展光伏性能測試技術(shù)，開發(fā)各種測試設(shè)備；（2）光伏設(shè)備相關(guān)校準技術(shù)；（3）光伏能源評估技術(shù)，探究光伏組件在各種氣候條件和不同裝配下的日、月、年發(fā)電量的特點。RCPVT6