《李建生讲座》PPT课件

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1、1我校在太阳能电池方面的核心发明专利简介报告人:李建生(教授、科技特派员)所在单位：天津职业大学生物与环境工程学院2目录1.太阳能发电行业现状和技术瓶颈2.我校在太阳能电池方面的核心发明专利简介3.知识产权战略和发明专利申请交流4.太阳能高效利用合作开发课题镀增透膜玻璃太阳疫苗冰柜双面太阳电池1.太阳能发电行业现状和技术瓶颈1.1太阳能发电行业现状太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利和高效等特点，已成为世界各国大力发展的战略性新兴产业，硅太阳能电池占全球光伏发电市场约90%的份额。中国大陆太阳能电池产量占全球产量的

2、60%左右。2013年中国太阳电池组件产量约26GW，同比增长13%，连续7年位居世界首位。2013年中国新增太阳能发电装机量超12GW，累计装机量超20GW。目前单晶硅太阳能电池的实验室光电转换效率已经从20世纪50年代末的10%提高到目前的25%，多晶硅太阳能电池的实验室光电转换效率也达到20.4%。最高光电转换效率不断刷新，美国已达到40.2%，日本利用量子点的理论模拟值达到75%。3太阳能建筑太阳能空调太阳能汽车有光就有电目前商业化的单晶硅太阳能电池光电转换效率达到19%，多晶硅太阳能电池光电转换效率达到

3、17.5%。世界各国推出了各种支持太阳能产业发展的战略计划和鼓励措施，例如，美国的“百万太阳能屋顶计划”，中国的“金太阳计划”，已取得显著成效。随着传统能源价格上涨和太阳能发电技术进步使发电成本的降低，预计10年后太阳能发电可摆脱政策性价格补贴实现平价上网，2030年太阳能发电将占世界能源供给的10%。4高原太阳电站沙漠太阳电站海上太阳电站屋顶太阳电站公路太阳电站大棚太阳电站滩涂太阳电站住宅太阳电站5太阳能发电并网系统发电直接上网,系统相对简单，包括太阳能电池组件、逆变器和控制开关;卖电价格按国家补贴价,0.9-

4、1.0元/度，用电价格按当地市价,0.4-0.6元/度，但需要办入网许可。太阳能发电独立系统带有蓄电池,系统相对复杂，包括太阳能电池组件、蓄电池、逆变器、插座和控制开关，设备成本1.0-1.3万元/KW;蓄电池设计寿命仅3-5年,大大低于太阳电池设计寿命25年。硅光电池光谱响应图太阳光光谱图1.2太阳能发电的技术瓶颈6目前太阳能发电成本仍是传统能源发电成本的3-8倍，太阳能发电成本决定着太阳能电池大规模应用推广的速度。降低太阳能发电成本的关键是提高太阳能电池的光电转换效率和制造成本。影响晶体硅太阳能电池效率的主要

5、因素是光学损失和电学损失两个方面。光学损失主要是光反射、光遮挡损失和电池材料本身的光谱效应特性。目前太阳能电池主要对太阳光中的可见光灵敏，紫外光和红外光照射使电池发热而降低光电效率，采用纳米光转换技术可成倍提高太阳能电池光电转换效率。影响制造成本的主要因素是原料成本和制造工艺技术的复杂程度。太阳能电池市场和原材料两头在外局面仍然未能根本改变，一遇到西方国家的“双反”就使大批生产企业停产倒闭,而许多高附加值材料长期依赖进口，严重影响生产成本降低。例如，太阳能电池电极银浆成本占组件成本的17%，几乎完全依赖进口。太阳

6、能电池受使用环境影响大，在沙尘和有机污染污存在下，效率降低10%-30%，维护管理成本较高。进一步大幅提高光电转换效率的技术难度极大，难有革命性的改进措施，许多改进措施缺乏经济性，需要从点滴技术改进积累入手提高光电转换效率。电池受灰尘污染电池受尾气污染电池受复合污染反倾销反补贴调查82.我校在太阳能电池方面的核心发明专利简介2.1硅太阳电池自清洁减反射双功能涂料太阳能电池玻璃的单面反射率约4%，在其表面涂覆高增透纳米减反射膜，可提升晶体硅光伏组件功率3%左右。太阳能电池使用中玻璃盖板逐渐为灰尘或工业污染物覆盖降低

7、了透光率,使电池效率下降10%—40%,玻璃表面污染物频繁机械和人工清洁成本很高，且易损伤电池。太阳能玻璃减反射和自清洁功能往往是抵消的，双功能涂料稳定性又很差，通常采用镀双层膜的方法，工艺复杂和成本高。项目组与企业合作采用复合作用防污机理开发专利技术（CN103627227，2014-03-12），使镀膜玻璃静电排斥带负电荷的灰尘，同时光催化分解膜表面吸附的工业污染物，同时实现自清洁和提高玻璃透光率目的，已建成中试生产装置。镀多层膜玻璃电池组件结构电池人工清洁本发明太阳能玻璃自清洁减反射涂料中以聚合二氧化硅作为

8、减反射主要组分，低反射二氧化钛作为减反射辅助组分和光催化剂，掺锑二氧化锡、磷酸钛、磷酸硅、磷酸、磷酸锡锑作为自清洁增效剂、抗静电剂和减反射膜强化剂，以去离子水为溶剂。本发明涂料生产方法是在硅酸乙酯水解生成的疏松二氧化硅核上包覆锐钛型纳米二氧化钛光催化剂和掺锑二氧化锡抗静电剂和其它增效剂组分，从而解决了现有太阳能玻璃减反射涂料的增透性和自清洁性能相互抵消的问题，可提高和稳定