光伏材料范文

光伏材料范文第1篇

Advanced Silicon Materials

for Photovoltaic Applications

2012，422p

Hardcover

ISBN9780470661116

Sergio Pizzini著

近几年，在太阳能光伏产业高速发展的带动下，硅材料在光伏发电领域应用越来越广泛，整个产业也得到了很大发展。目前，硅材料及其产品已经成为光伏产业的重要基础原材料，是光伏产业发展的“基石”。通过化学转化手段大规模、低成本利用硅资源发展光伏发电及光伏储能产业，对减缓和避免化石原料日益紧张的威胁、减少碳排放及温室效应，都能起到积极的作用，因此日益受到各国的普遍关注。现在制约光伏发电产业发展的仍是硅材料的技术、成本等问题。这其中，硅材料在太阳能光伏发电中的应用研究至关重要。本书描述了硅作为多用途材料在光伏应用中的潜力，讨论了光伏应用中如何获得低成本的硅原料等关键问题，涵盖硅材料在光伏应用中的主要问题，如薄膜硅的制造工艺、低成本原料的质量问题，研究了硅的化学性能、结构性能和电学特性技术并用计算机进行模拟的方法。

本书主要内容分为10章：1.当前和未来的社会科技发展中硅科学与技术，讨论了硅的物理、化学和结构特性，介绍了在各种环境下，硅的性能和各种结构形式，及作为光子器件、辐射探测器和纳米器件基板的应用。硅在光伏应用中要解决的关键问题之一仍然是其生产成本和硅的杂质浓度，其杂质将显著影响光电转换效率；2.硅的处理过程，讨论分析了几个不同的硅处理过程的方法并比较了优缺点；3.太阳能电池中硅的杂质影响；4.制作工艺和缺陷的影响 ，这两章介绍了杂质和缺陷对硅中电子行为的影响，以及如何最小化其对光伏设备的有害影响；5.表征技术，介绍了硅的缺陷的电子理论知识，以及运用现代实验方法检测缺陷和测量方法；6.太阳能电池原料的分析技术，讨论并分析了硅中的金属和非金属杂质；7.薄膜沉积过程；8.薄膜沉积过程的建模；9.薄膜硅太阳能电池，这3章致力于介绍薄膜硅和薄膜太阳能电池，并对不同的薄膜沉积过程中存在的问题进行讨论，深入理解发生在宏观和微观尺度上的沉积过程的动力学；10.光伏应用中的硅量子效应， 广泛讨论了物理和技术方面纳米硅薄膜的量子效应，展望了未来将迅速发展的基于纳米晶硅衬底的下一代太阳能电池，分析了将遇到的挑战并提出可能的解决方案。

本书作者Sergio Pizzini为米兰比可卡大学的物理化学教授，拥有化学和电化学博士学位，他的研究领域广泛，从固态电化学到半导体中的物理缺陷，致力于解决在光伏应用中生产和提炼硅的先进工艺。

本书适用于在该领域的博士研究生、研究人员和工程师阅读。

杨盈莹，助理研究员

（中国科学院半导体研究所）

Yang Yingying，Assistant Professor

光伏材料范文第2篇

太阳能作为一种清洁无污染的新型能源，受到了各国政府和组织的青睐，而太阳能电池正是目前最主流的转换和储存太阳能的方式。数十年来，人类对太阳能电池高效率的追求从未停止。从简单的单晶硅太阳能电池，到异质结太阳能电池、薄膜太阳能电池，再到目前研究火热的有机无机杂化钙钛矿太阳能电池，光伏材料的能量转换效率不断被刷新。在对光伏材料的研究过程中，我们对半导体中载流子的运动规律有了清楚的认识，可以通过设计光伏结构和组分来调节载流子的输运行为，同时也发展了一系列新颖的实验观测手段。鉴于单节光伏电池的效率已经开始逼近肖克基（ShockleyQueisser）极限，因此很有必要对目前的光伏发展现状进行总结，同时对今后的新型光伏材料探索提供指导，本书就是以此为出发点而写作的。

全书共9章：1.传统的三维结构光伏材料，包括Si， 碲化镉（CdTe）， 铜铟硫（CIS），铜铟镓硫（CIGS），砷化镓（GaAs）， 氧化锌（ZnO）等。主要介绍结构设计过程对各项参数的不断优化，尤其是一些微纳米结构的设计。但是如何将微纳米结构中得到的高效率用于大规模实际应用仍是一个巨大的挑战；2. Cu2ZnSn（S，Se）4 （CZTSSe） 光伏材料。该材料最大的优势是所含元素地表储量丰富，成本低廉。本章主要介绍了CZTSSe材料不同的制备方法，包括脉冲激光沉积，磁控溅射、气相沉积等；3.详细分析Cu2ZnSnS4类型材料，通过元素替换和组分调控，实现能带调节与缺陷控制，最终得到最优的组合方式；4.ZnO光伏材料。介绍n型、p型和共掺杂的ZnO， 实现了结构调控与性能优化；5.利用可见光在TiO2/Metal/CdS三明治结构中实现产氢与光降解过程。主要介绍材料制备和表征方法，并对反应机理进行了分析；6.有机光伏材料。有机材料制备成本低廉，同时具有极好的可印刷性，是未来光伏电池领域极具应用潜力的材料之一；7.有机半导体光伏材料中的{米调控。通过掺杂和热处理等手段，实现能带的调控和最优的光伏性能；8.光伏电池的表征手段；9.太阳能光伏电池的实际应用。

本书内容详实，对从事光伏材料研究的科研人员和教学工作者是一本极好的参考资料。低年级研究生可以重点参考第8章，学习光伏材料表征的基本手段和分析方法。对于从事产业化研究的学者，学习第9章的内容也许大有裨益。对于绝大部分从事新型光伏材料的研究人员，从中汲取灵感，找到光伏材料新的发展方向才是最重要的。自瑞士联邦理工学院Michael Gratzel教授首次发现钙钛矿光伏材料的高转换效率以来，大批的科研人员投身于该新兴领域。2015年，华中科技大学陈炜教授在国际顶级期刊Science上发表文章，实现大面积钙钛矿太阳能电池的国际认可最高效率 （15%），为钙钛矿光伏材料的大规模产业化提供了可能，并且该效率仍有很大的上升空间，所以值得全世界的科研人员投入更多的精力进行研究。

光伏材料范文第3篇

关键词：农田信息；采集装备；光伏电池；封装材料

中图分类号：TQ325文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（b）-0000-00

传统采用干电池或蓄电池的手段对农田监测设备进行供电，然而农作物生长周期一般都比较长，因此需要监测的时间也比较长[1]。由于干电池或蓄电池储能有限，不适合于长时间工作，另外大面积地更换电池非常费时与费力，而且投资成本较大，因此采用干电池或蓄电池的监测手段往往只限制在实验室环境中。光伏电池可以通过获取太阳的能量对农田信息采集装备持续供给能量，这样为信息采集装备实现全天候农田环境中农作物的生长状况监测提供了可能[2， 3]。

本文首先介绍目前农田信息采集装备中运用到的光伏电池的封装技术，然后介绍了农田信息采集装备中光伏电池的封装材料包括：封装胶和封装膜的理化特性，指出了这些材料的在农田中运用的范围。本文内容可以为农业科技工作者合理选用光伏电池材料来提高农田信息采集装备电能供给性能提供了参考。

1 封装技术

目前，农田信息采集装备中使用到的光伏电池的封装技术主要采用非玻璃封装和玻璃封装。

1.1 非玻璃封装技术

非玻璃封装技术[4]一般采用树脂板、复合封装膜、金属膜等，然后利用真空加热加压手段，对光伏电池板进行封装。非玻璃封装材料具有抗老化、质量轻、柔韧性能好等的优点，采用非玻璃封装材料可以制作出柔性电池，但由于目前其所需加工工艺比较复杂且生产成本相对较高，因此非玻璃封装技术没有被广泛推广到农田信息采集装备电能供给用的光伏电池中。

1.2 玻璃封装技术

玻璃封装技术[5]一般采用乙烯-醋酸乙烯共聚物膜（Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer， EVA）、热塑性聚氨酯薄膜（Thermoplastic Polyurethane， TPU）、聚乙烯醇缩丁醛膜（Polyvinyl Butyral， PVB）等原料来生成封装材料。玻璃封装光伏电池时，将敷设好的光伏电池放入层压机内，通过真空抽气机将光伏电池板组件内的空气抽出，然后加热使胶膜熔化，熔化后的胶膜将电池、玻璃和背板粘接在一起，冷却取出组件，加上金属边框后，完成光伏电池的制作。相对于非玻璃封装材料而言，其具有的显著特点包括：成本较低、加工工艺简单，因此玻璃封装技术被广泛应用于生产和加工农田信息采集装备电能供给的用光伏电池中。

2 封装材料

目前，农田环境监测装备中用于光伏电池的封装材料主要包括：封装胶和封装膜。

2.1 封装胶

封装胶可以防止光伏电池在农田环境中受到水汽、灰尘、农药等侵蚀的影响。下面主要讨论了农田环境监测装备中常用的三种光伏电池封装胶包括：环氧树脂胶（Epoxy Resin）、有机硅胶以及丙烯酸树脂胶（Acrylic Acid Resin））等的性能及其适用范围。

2.1.1 环氧树脂胶

环氧树脂指含有两个或两个以上环氧基团，良好的粘接性、绝缘性和耐腐蚀性等的诸多优点，被广泛运用光伏电池组件封装中[6， 7]。但由于聚合物中网状结构的存在，造成了其阻氧性能、防水性能都比较低，因此必须解决芳香环抗紫外辐射的性能，目前较好的解决办法是在环氧树脂中添加紫外光接收剂，防止环氧树脂胶在长期紫外光照射下黄变，提高了耐候性，使得环氧树脂胶可以被应用用于农田环境下的光伏电池中[12]。

2.1.2 有机硅胶

有机硅胶兼具有机性能和无机特性。有机硅胶的Si-O 键长为0.193nm，比C-C （0.154nm）的长，键对侧基转动的位阻小；Si-O-Si 的键角（145°） 比C-C-H及H-C-H的键角（109°）大，这使得Si-O之间易发生转动，链段之间相对比较柔顺，即使在-60℃的低温环境下，有机硅胶也能保持良好的性能，因此有机硅胶可以适应于冬季气候较低的农田环境监测装备应用中[8]。

2.1.3 丙烯酸树脂胶

丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类以及其它烯属单体共聚制成的树脂，但是，丙烯酸树脂分子呈现出线形结构，且缺少交联点，导致材料在耐水性、耐候性、抗热性指标都较低，因此丙烯酸树脂胶光伏电池不适合于直接运用于开放式的农田环境监测应用中。有研究显示，有机硅材料的添加使得丙烯酸树脂光伏电池在农田环境信息采集装备中的应用成为了可能，但其性能有待于农业科技工作者进一步验证。

2.2 封装膜

农田环境信息采集装备中应用到的常见的光伏电池封装膜有：乙烯-醋酸乙烯共聚物膜、热塑性聚氨酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛膜等。

2.2.1 乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜

乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）薄膜具有良好的柔软性和橡胶性质的弹性，在低于-60℃温度下仍能保持较好的挠性，因此EVA薄膜光伏电池可以被应用于冬季气候较低的农田环境信息采集装备中；目前EVA薄膜是作为封装农田环境监测装备中能源供给用的光伏电池中最主要材料。

2.2.2 热塑性聚氨酯薄膜

目前，提出的拜耳材料技术可以消除热塑性聚氨酯薄膜交联时间，这样可以很大程度上减轻热塑性聚氨酯薄膜真空层压机的负荷，有助于简化热塑性聚氨酯薄膜的生产工艺和减低其生产成本，使得到热塑性聚氨酯薄膜可以被广泛应用于农田环境信息采集装备中能源供给用的光伏电池中去。

3 结语

目前，EVA材料仍然是封装农田信息采集装备中能源供给用的光伏电池的主要材料，但随着生产技术的不断改善，新型优质的材料生产成本和周期也将会进一步减少，其它一些新型封装用的材料（如PVB）在农田信息采集装备用到的光伏电池中应用比例也将会逐渐增大，新型封装材料的应用将进一步提升农田信息采集装备的总体性能。

参考文献

[1] 万其号， 布库， 李岩， 等. 国外自动监测控制装置在农牧业机械中的应用[J]. 中国农机化学报， 2015， 1： 040.

[2] 肖摇婷，庄义庆，糜摇林，等. 物联网传感技术在大棚草莓生产中的应用[J]. 江苏农业学报，2014，30（5）：1185-1187.

[3] 李飞飞， 缪t晟， 吴华瑞， 等. 农田能量异构无线传感器网络簇首选择机制[J]. 江苏农业科学， 2014， 42（8）： 400-402.

[4] 张秀清， 李艳红， 张超. 太阳能电池研究进展[J]. 中国材料进展， 2014， 33（7）： 436-441.

[5] 密保秀， 高志强， 邓先宇， 等. 基于有机薄膜的太阳能电池材料与器件研究进展[J]. 中国科学： B 辑， 2008， 38（11）： 957-975.

[6] 余谟鑫， 戴子林， 陈少纯， 等. 太阳能电池封装技术[J]. 材料研究与应用， 2010， 4（1）： 1-4.

[7] 邵燕瑛. 太阳电池组件封装技术的探讨[J]. 能源工程， 2008 （3）： 32-34.

光伏材料范文第4篇

0引言 能源建筑就是利用太阳能集热器和光电设备来收集和存储太阳能,从中所获取的电能不仅可以满足建筑物自身的需要,而多余出来的电力还可以输送到公共电网或者其他的建筑。将耗能建筑逐步转化为能源建筑已成为人类面临的一大课题。而太阳能的利用,特别是硅片技术的发展进而推动光电设备的进步给这一课题带来了希望。 1太阳能在建筑中的利用 在德国,先进的太阳能集热器m2/a提供的能量等于燃烧40L燃煤或者400m3天然气,这不仅节约了资源,还大大减轻了二氧化碳对环境的污染。此外,一台太阳能集热器设备在大约1a内产生的能量足以用于生产一台新的太阳能集热器,所以,1a后它就真正成为一个能量的来源。我国具有丰富的太阳能资源,每年照射时在2200h以上地区约占国土面积的2/3以上,年辐照量超过600MJ/m2,每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能力,约等于上万个三峡工程发电量的总和。如此丰富的太阳能资源使我国较早就开始利用太阳能。近几年,太阳能科技突飞猛进,太阳能产品不断升级。特别是硅片技术的发展,使得太阳能在建筑领域有了长足的发展。我国太阳能建筑领域中技术最成熟、应用范围最广、产业化发展最快的是家用太阳能热水器(系统),其次是被动式采暖太阳房。同时,太阳能光伏技术和照明技术通过若干建筑示范工程实践,也积累了相当的应用数据和经验。如昆明冶研新材料股份公司的3000t多晶硅产业化项目就部分采用了太阳能光伏技术发电。 2.1能源与建筑的一体化(BIFV)设计 2.1.1设计原则 光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式,其主体是建筑,客体是光伏系统。因此,BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则,任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计。 2.1.2建筑设计 BIPV的设计应从建筑设计入手:①对建筑物所处的地理气候条件及太阳能的资源情况进行分析,这是决定是否选用BIPV的先决条件;②考虑建筑物的周边环境条件,即选用BIPV的建筑部分接受太阳能的具体条件,如被其他建筑物遮档,也不必考虑选用BIPV;③与建筑物的外装饰的协调,光伏组件给建筑设计带来了新的挑战与机遇,画龙点睛的BIPV设计会使建筑更富生机,环保绿色的设计理念更能体现建筑与自然的结合。④考虑光伏组件的吸热对建筑热环境的改变。光电的能量转换需要足够的阳光接受面,而建筑物本身就是一个理想的受光载体,国外把外墙的玻璃装饰与光电元件有机地结合起来,取得了许多经验。例如,德国柏林能源论坛大厦仅利用斜度为8度的屋顶和建筑物的局部西南向外墙(斜度为80度)上就安装了总功率约55kWp的光伏设备。彼得斯山天主教乡村大学校舍也是利用外廊通道和南侧玻璃房安装光电设备,所有部件安装在结构上,使锥形的玻璃与之结合紧密,形成一体。这套设备还具有双重功效,一方面发电,另一方面又能在柱廊通道里达到必要的遮阳效果。柱廊通道中的电气连接装置做的非常小,从而能将包括避雷针和光电设备配线在内的缆线铺设在拱形的T字梁中,并把暴露在外的设备颜色与整体建筑设计协调一致。如果把光电设备置于屋顶,还可以起到隔热保温的效果。光电设备与建筑设计有机结合将是未来建筑设计的一大亮点,有可能是未来建筑装饰材料发展的方向。 2.1.3发电系统设计 BIPV的发电系统设计与光伏电站的系统设计不同,光伏电站一般是根据负载或功率要求来设计光伏方阵大小并配套系统,BIPV则是根据光伏方阵大小与建筑采光要求来确定发电的功率并配套系统。BIPV光伏系统设计包含3部分,分别为光伏方阵设计、光伏组件设计和光伏发电系统设计。1)光伏方阵设计,在与建筑墙面结合或集成时,一方面要考虑建筑效果,如颜色与板块大小;另一方面要考虑其受光条件,如朝向与倾角。2)光伏组件设计,涉入电池片的选型(综合考虑外观色彩与发电量)与布置(结合板块大小、功率要求、电池片大小进行);组件的装配设计(组件的密封与安装形式)。3)光伏发电系统的设计,即系统类型(并网系统或独立系统)确定,控制器、逆变器、蓄电池等的选型,防雷、系统综合布线、感应与显示等环节设计。 2.1.4结构安全性与构造设计 光伏组件与建筑的结合,结构安全性涉及两方面:①组件本身的结构安全,如高层建筑屋顶的风荷载较地面大很多,普通的光伏组件的强度能否承受风压变形时是否会影响到电池片的正常工作等。②固定组件的连接方式的安全性。组件的安装固定不是安装空调式的简单固定,而是需对连接件固定点进行相应的结构计算,并充分考虑在使用期内的多种不利情况。1)设计中应注意两点:①方阵场地的选择避免阴影影响,各方阵间应有足够的间距,以保证全年每天当地时间上午9时至下午3时之间光伏电池组件无阴影遮挡;②将方阵场地表面层切实夯实,并于场地周围设计排水沟。2)方阵倾角设计计算。根据当地地理、交通、居民文化水平等情况确定采用固定式支架。为了全年均可较好地接受太阳辐射能量,方阵倾角确定为当地纬度+5°,即32°十5°=37°3)光伏方阵方位角选择为使方阵全年接受日光照射的时间最长,选择的方位角为正南。4)光伏方阵间距设计计算。D=0.707H/tan[arcsin(0.648cosφ-0.399sinφ)]H=1480mm(φ选取37°)于是有D=0.707×1480/tan[arcsin(0.648cos37°-0.399sin37°)]=3624mm,取3700mm5)光伏方阵支架设计地面安装的光伏方阵支架采用钢结构。钢结构支架符合GB/T50250的要求,以保证光伏组件与支架连接牢固可靠,底座与基础连接牢固。组件与地面距离设计为600mm。支架采用直接接地,支架与预埋螺栓连接的接地体接地电阻不大于10n,接地进行防腐及降阻处理。支架钢结构件采用热镀锌防锈处理,以满足长期室外使用要求。光伏组件和方阵使用的紧固件采用不锈钢螺栓。 2.1.5光伏组件设计 1)蓄电池配置注意事项。每只蓄电池应有生产合格证,合格证上应标明蓄电池型号和生产日期。制造商应提供型号产品国家认可质检机构出具的质检报告。蓄电池的生产时间靠近发货日期,存放时间应不超过6个月。同一路充放电控制的蓄电池应采用同一生产厂家、同一规格和容量的产品,生产日期的间隔时间应不超过1个月。蓄电池的外观无变形、漏液、裂纹及污迹,标志清晰。蓄电池的并联组数量最多不超过6组。2)蓄电池连接电缆。蓄电池连接电缆端头上设冷压铜接头。所选用的电缆铜接头和接线端子的设计及尺寸应使其流过最大电流时的温度不超过电缆绝缘的允许温度。#p#分页标题#e# 3光伏发电系统设计 功率调节器主要由控制器、逆变器、交流配电柜、电子限荷器、输出防雷隔离器等设备组成。 3.1一般要求 1)功率调节器设备选型应满足光伏系统设计功能的需要,各功能设备间应考虑功能和功率(容量)的协调及匹配。2)功率调节器设备应符合产品标准并通过检验的合格产品。出厂时应带有铭牌标志、接地标志、功能标志等,标识应清晰、正确。铭牌至少要标明制造商品名称、出厂编号、生产日期以及该设备的主要特征参数。3)设备柜架应有足够的刚性并设有安装孔或吊装位置,运行操作的器件应适宜人员操作,应有可靠接地。4)设备绝缘性能应符合相关要求。耐振动性能应满足频率在10~55Hz间变化、振幅0.35mm的三轴向各振动30min后正常工作。 4控制器选型 技术要求正常运行情况下,控制器及相关器件应提供至少10a的服务期。当没有LED发光时,控制器最大自身耗电量不得超过其额定充电电流的1%。充电或放电回路电压降不得超过系统额定电压的5%。控制器的调节点须根据具体蓄电他的特性在出厂前预调好过充点或过放点。控制器应具有防止蓄电池过充电和过放电的保护、防止任何负载过流或短路的电路保护、防止任何负载极性反接的电路保护、防止控制器内部短路的电路保护、在多雷区防止雷击引起击穿的保护、防止夜间蓄电池通过太阳能电池组件反向放电的保护等功能。 5逆变器选型 其功能是将直流电变换成交流电,具有断路、过流、过压、过热、防蓄电池过放电等保护功能。6交流配电柜选型可接入逆变器,对用户供分配进行操作控制,装有用电计量电能表。选用上海某公司生产的型号为KPA-220~200的交流配电柜一台。 7输出防雷隔离器选型 输出防雷隔离器可安装在光伏电站控制机房的入口端和出口端,当遭到雷击或发生过流时,隔离器内防雷器件劣化,过流保护器自动跳出,自动脱扣脱离电路,以保证光伏电站设备的安全。 8机房、围栏、防雷及低压配电线路设计与建设 8.1光伏系统机房设计与建设 1)电站机房的面积包括蓄电池室、控制室和值班室。机房建设的原则为,结合当地的地理、气象条件,充分考虑蓄电池、控制器的最佳工作温度,符合当地的特殊地理、气象情况。2)为满足对于机房的温度要求,以确保冬天室内温度在0℃以上;地面采用防火阻燃木地板,机房设计要充分考虑空气对流,采用良好的通风结构,以确保夏天室内温度不超过28℃。3)为优化机房周围环境,要在机房周围设置排水沟和散水坡。 8.2光伏系统围栏设计与建设 1)采用防盗式热浸塑墨绿色钢焊接成网。2)焊接网热浸塑PE粉,单边厚度为0.4~0.45mm。3)设置防盗4N网围栏。4)焊接网用的钢丝为冷拔状态,抗拉强度为640~800N/mm2,实际直径为cp4.5mtna。 9光伏电站防雷设备设计与建设 1)电站系统线路不论是受到直接雷击还是间接雷击,都将产生过电压,若不能使雷击电流讯速流入大地,雷击就会浸入房屋,损坏建筑物或设备,严重的话会引起火灾,造成人身伤亡事故。因此,光伏电站必须采取有效措施防止雷击。2)电站的避雷系统设计,采用安装输人避雷器和输出避雷器,以确保电站设备安全,并将所有设备的金属外壳接地,以确保电站管理人员人身安全。 10结语 如果建筑物的装饰与光电组片结合起来,建筑与能源之间的关系将更加紧密。将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给甚至将电能输出,是未来建筑的发展趋势。

光伏材料范文第5篇

关键词：输出功率；透光率；EVA；TP；湿热

中图分类号：TM910.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0046-02

目前世界上广泛应用的光伏组件，绝大部分采用钢化玻璃、EVA、晶体硅太阳能电池、背板来进行封装。随着光伏市场竞争的加剧，各组件制造商均将提高单位面积电池组件的输出功率及提高组件的耐久性能作为重要的研究方向。降低组件的封装损失有以下几种方法：提高玻璃、EVA的透光率；合理优化电池片排布的间隙；提高背板对光线的反射率；合理优化焊带、汇流带的长度及横截面积。提高组件的耐久性能有以下几种方法：选用耐候性更强的背板、EVA/TP等封装材料；相对提高组件的交联度；提高组件的焊接质量。本文主要研究TP封装材料对晶体硅太阳能电池组件的封装损失及耐久性的影响。

1 TP及EVA的特性分析、对比

TP即聚烯烃材料，它的结构如图1所示，EVA 是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，它的结构如图2所示。

TP与EVA对组件性能比较：

①EVA封装成组件后长时间在户外环境中工作将释放一定的酸气和水，TP封装成组件后长时间在户外环境中工作不会释放酸气。

②EVA封装成组件后长期在高温高湿的条件下，水汽会不断地透过EVA而到达电池面，从而对电池进行破坏，而TP材料封装成组件后透水率极低。

③EVA封装过程中经过高温将进行化学反应，EVA在交联剂的作用下会发生交联反应，而TP封装过程发生的是物理变化并不交联。

选取一家生产TP封装材料的厂家对性能参数测试结果如表1所示，透光率曲线如图3所示。

高分子材料随着温度的变化有三种形态，分别是熔融态、高弹态、玻璃态，三种状态的硬度是逐渐加强的。在熔融态与高弹态交界处有一个熔融温度Tm，在高弹态与玻璃态交界处有一个玻璃化转变温度Tg。TP材料属于热固性的聚烯烃材料，我们组件封装完成后应用的是材料的高弹态。（理论工作温度是Tg与Tm之间）TP的熔融温度Tm=60℃，玻璃态转化温度Tg=0℃以下。N型组件在户外工作时很容易达到60℃以上，因此存在组件中部分电池发生热斑时此处的TP温度会出现部分熔化，当温度降低时，此处的TP又会重新结晶。

结晶度的大小直接影响材料的透光率从而影响组件的输出功率，假设TP在正常条件下的结晶度是60℃，组件在层压完成后风扇作用下迅速冷却，这样TP结晶后的晶粒很大，结晶度可能会是58℃，这样组件在测试时封装损失就会很小；同时将材料再次熔化时由于冷却速度的不同重新结晶后的透光率也会不同。综上所述，TP材料组件在户外环境中冷却速度很慢造成材料的透光率降低从而光衰减较大。

因此，TP材料封装组件是否会影响到后期组件的发电量及老化性能尚待进一步验证。

2 实验部分

试验选用单晶N型电池。试验前用同一台设备集中对电池进行分选试验（TP材料所匹配电池片转换效率为18%，常规EVA材料所匹配电池片转化效率为18.6%）。试验用到的其他材料选择相同厂家、规格及批次材料；在组件制作时，焊接、敷设、层压等设备均选择相同机台及工艺。组件功率测试时，选择同一台测试仪同一时间段对两种组件样品测试。上述实验安排，排除了设备、工艺及其他材料差异导致组件输出功率的变化。将上述组件安装于同一发电场支架上，两者支架受光照条件一致，观察对比两款材料组件发电量情况。

与此同时，选取以上两款材料组件进行湿热试验（双85）对比，观察湿热试验后组件功率衰减情况。

3 实验结果及讨论

根据收集的实验样品组件的功率测试数据（表2）及实际发电量数据（表3），分析如下。

从16 d的综合数据中可以得出：TP材料组件平均到每瓦的发电量要略高于常规EVA材料组件，分析原因可能与TP材料本身性能中在阳光斜射入组件时的特性有关，如图4所示。

当阳光斜射入组件时，由于本身晶体结构的原因，光线会在材料内部不断进行反射，最终达到电池表面的光线会多于常规EVA封装的组件。因此TP材料的这一特性能够弥补组件在暴晒后光衰减过大的缺陷，从现有数据上看，在发电量上TP材料封装的组件不会低于常规EVA材料组件。湿热实验结果如表4所示。

TP材料组件EL图如图5所示，常规EVA材料组件EL图如图6所示。

4 结 论

①通过实验数据可以看出，TP材料封装组件在降低功率损失及实际发电量方面不会低于常规EVA材料封装组件。

②通过实验数据证明，TP材料封装组件在湿热实验方面性能要优于常规EVA材料封装的组件。

综上所述，TP材料封装组件相对于常规EVA材料封装组件在输出功率及提高组件耐久性方面有一定的优势，同时在实际生产中是可行的。

参考文献：

[1] 余谟鑫，戴子林，陈少纯，等.太阳能电池封装技术[J].材料研究与应用，2010，（4）.

[2] 刘耀华，周志英，郑红亚，等.太阳电池封装材料（ EVA）简介[J].中国建设动态（阳光能源），2007，（1）.

光伏材料范文第6篇

本文所讨论的硅材料特指改良西门子法生产的多晶硅以后的硅材料，包括它们的特性、成型与加工。光伏技术是将太阳能直接转换为电能的技术，是利用半导体界面P－N结的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，是金属硅的一个重要应用领域。 多晶硅是生产电路级单晶硅和太阳能级单晶硅的重要基础材料，过去不能自主生产，形成了瓶颈，这严重制约了我国集成电路及太阳能电池产业的发展。2005年年底，河南洛阳中硅高科公司300t多晶硅项目第一炉产品成功出炉，多晶硅产品的自主生产，打破了国外技术垄断，揭开了多晶硅“中国制造”的新时代。伴随着洛阳中硅高科3000t多晶硅项目的兴建，国内外众多光伏企业前来投资合作，尚德电力、阿特斯以及上海超日等均在洛阳落户。随着市场的需求，河南科技大学材料学院无机非金属材料工程专业的硅材料及光伏技术方向便应运而生。该专业方向筹备于2008年，正式成立于2009年初，2010年开始有本科毕业生，目前就业形势良好。本文就新专业方向创办谈一些收获与感想。 1政府与学校的关键作用 1．1洛阳市政府的作用 为了与国家新材料基地配套，并更好地服务于洛阳市相关企业，为其提供知识专业化的本科毕业生，洛阳市政府决定由河南省重点高校河南科技大学(前机械工业部重点院校洛阳工学院)创办硅材料及光伏技术专业，这个工作是由前洛阳市委书记连维良直接指示与关心下完成的。 1．2学校的态度与作为 大学教育服务于市场，只有积极主动的态度加上及时迅速的反应才有可能培养出满足市场需要的学生，服务于市场经济建设［1－2］。学校由主管教学的副校长亲自负责，会同教务处等职能部门，迅速作出反应，落实了办学实验设备经费与具体办学院系。 2办专业相关事宜 2．1新专业名称 由于高校本科专业目录中材料、材料科学两类中均不含硅材料及光伏技术专业，因此，只能将此办学内容限定在一个专业方向上。事实上，硅材料不仅应用于太阳能电池产业，还可应用于半导体集成电路等领域，经过反复论证，我们还是以光伏技术作为办学的主要方向。一者是因为以硅太阳能电池为代表的新能源迅猛发展势头，二来专业方向的名称不宜太长，因此，新专业方向名称定为“硅材料及光伏技术”，简称“硅光伏”。 2．2依托专业 新专业依托原无机非金属材料工程专业，专业教师以相关或相近专业的硕士、博士为主组成。 2．3生源 办学要服务于社会经济建设、满足市场需求，最关键就是及时性!新专业直接从无机非金属材料工程专业三年级毕业生中挑选了综合排名靠前的30名学生组成一个班，即“硅光伏班”。 2．4开设课程 开设专业课2门，即《半导体材料及工艺》、《应用光伏学》。《半导体材料及工艺》主要讲授以硅为主的单质半导体及化合物半导体物理性质与制备技术，比如区域熔炼多晶以及直拉单晶技术;此外，该门课程还涉及了一些硅片加工技术。《应用光伏学》教材选用上海交大出版社出版的，(澳)伟纳姆等著，狄大卫等译的同名书。《应用光伏学》原著《AppliedPhotovoltaics》作者系MartinGreen教授。《应用光伏学》主要讲授太阳辐射的特性，半导体与P－N结基础，太阳能电池的原理、特性及设计，光伏电池的互联与组件的装配，独立光伏系统组成与设计，光伏特殊应用，偏远地区供电系统，并网光伏系统以及光伏水泵系统等。作为必要的补充，该课程还讲授了晶硅太阳能电池制备加工工艺技术。 2．5实践环节 洛阳拥有众多的硅材料及光伏企业，为了办学需要，我们与阿特斯、洛阳尚德以及后来的上海超日(偃师)都有着良好的教学合作关系，可以满足学生生产实习与毕业设计的需求。 3新办专业学生分配情况 2010年我校第一届硅光伏班30名学生毕业，从事硅光伏企业工作的大约有一半左右;2011年第二届硅光伏班学生毕业时，直接从事硅光伏企业工作的已经占到绝大多数了，部分考上研究生的同学也从专业上获利不少。从就业率趋势来看，硅光伏专业方向的创办无疑是及时的，是符合市场要求的。

光伏材料范文第7篇

在老师认真讲解的条件下,学好本课程的关键因素是学生是否努力,而学生是否努力又取决于学生主观认识,如果学生主观认为该门课不重要,从思想上和态度上就不会认真对待这门课程,自然也学不好。鉴于此种情况,在开始上课之前教师可以通过介绍本课程的学习目的、学了这门课的作用、学习内容等来强调此课程是后续专业课程的基础。强调这门课对以后的毕业设计及将来的实际工作都有非常重要作用,这样才能让学生充分认识本门课程的重要性,从而促使学生在思想上和行动上保持一致努力学习此门课程。

2用生活事例类比,激发学生,辅助学生理解

此课程抽象概念多,有些微观层面的概念不易讲清楚,也没有现成模型时,为了帮助学生理解,教师可以适当借用生活上的事例类推,比如在讲间隙半径时,教师可以用在排列有序的石头缝隙中装沙子的事例讲解,沙子的半径比石头小,所以能够装进去,当沙子半径增大到一个缝隙只能放一个沙子时,那么沙子的半径就与微观世界里的间隙半径是等价的,这么一讲学生就很容易理解了。在讲位错,致密度等时教师同样可以采用生活事例类比微观世界,帮助学生深入理解这些微观世界的概念。

3灵活多样教学方法

3.1利用多媒体手段

在讲铸造成型、塑性成型、焊接成型及车削加工时,有很多立体图,有些概念虽然表述了但是学生因为没有到工厂看到加工过程,不能在脑子里行成一个直观的印象,仅凭讲解很难帮助学生透彻理解这些概念,鉴于此种情况,每上到对应章节时,可以放一些关于这些器材结构及工厂加工过程的视频,这样学生看到这些视频不仅把书本上看不懂的图消化了,还犹如到工厂观摩学习,能起到事半功倍的效果。

3.2树立榜样与负强化相结合

大学成绩统计方法不同于高中,最终成绩由期末考试成绩和平时成绩综合得到,并且平时成绩占了相当大的比例。因此,教师可以用平时成绩这块来激励学生学习,对于平时学习认真的同学可以树立榜样,奖励平时成绩,而对于平时不太认真的同学可以采用负强化扣分的方式刺激其好好学习,另外平时在上课的时候,教师要经常到教室后面走动下,对于那些不认真听讲的学生可以点名让其回答问题,如果能回答出来最好,不能回答出来要给予适当的暗示,以此来提醒他好好听讲,但是即使回答不出来,因为学生毕竟是成年人也要尽量保住学生所谓的面子不能打击让他难堪。

3.3分配学生讲课

教师讲授一直是处于主动地位,有些时候教师可以与学生的角色互换,教师可以适当安排一些内容让学生准备后讲授,学生在准备的过程中不仅对课本知识进行了很好的学习,并且在查阅资料过程中可以收获到课本以外的知识,在这个过程中教师要急时对那些做的比较好的同学给予奖励,这个过程让学生有成就感、感觉十分新鲜,从而激发学生的兴趣和主动探索知识的欲望,大大提高学生的学习积极性和获取知识的能力,同时,这样也很好的鼓励学生认真学习这门课程。

3.4鼓励学生互相提问,向同学向老师提出疑问

主动亲近学生提问可以起到正面作用,比如起到提醒学生深入思考理解所讲内容同时也可以通过提问拉近学生与老师的关系从而让学生亲近老师,但是也有可能起到负面作用,比如提问以后学生因爱面子有时会不懂装懂,不敢说出自己的疑点,这样就会使得学生疏远老师,很多问题以后也许不再问老师。到底起正面作用还是起负面作用,这就取决于教师当时的言语和态度,如果一个老师对于不能回答问题的学生进行打击,那么他就有可能以后再也不敢提问进而疏远老师,甚至自暴自弃放弃此课程的学习;如果一个教师对学生不会回答的问题进行适当的引导使其能回答出来,并且给予适当的鼓励,就会大大减轻了学生的心理负担,学生对于不懂问题,也会踊跃发言提问,同时也提高了学生的积极性。总之,提高学生学习此课程的积极性不仅需要教师备好此门课内容还需要教师在课堂上视教学内容和需要精心设计,巧妙的安排;根据课堂情况灵活处理一些课堂突发事情,就一定能在教学中充分发挥学生的能动性、激发学生学习兴趣。在教学过程中围绕教学内容设计教学方法,注重与学生互动,逐步提高学生学习积极性,增强学生解决问题的能力,为后续课程打下坚实的基础。

光伏材料范文第8篇

经济开发区光伏产业起步于年5月，系数家电子企业通过内外资合作的方式投资进入，年6月被省发改委命名为“光伏产业基地”。目前，开发区现有光伏企业19家（不含因金融危机流产的多晶硅项目佳品硅业），其中10家投产，7家正在建设，2家已立项筹备，总投资22亿元，完成投资近12亿元。初步形成了单晶硅棒、硅片、太阳能电池、太阳能电池组件等比较完整的光伏新能源产业链条。开发区现拥有单晶炉153台，切片机33台，与拉晶配套的石英坩埚生产线2条，与切片配套的硅棒破方机2台，年生产能力达单晶硅棒1000吨、硅片5000万片，年实现产值12亿元，利税1.8亿元。预计到今年底将新增单晶炉80台、多晶硅浇铸炉30台、破方机4台、切片机56台、电池生产线8条、光伏组件生产线8条。届时，经济开发区光伏新能源产业链将进一步增粗，产能将进一步放大。

二、下一步发展措施

今后，我们将进一步重视和扶持光伏新能源产业的发展，围绕建设“著名的光伏产业基地”这一目标，着力抓好以下工作：

第一，抓规划引导。我们将紧密联系的产业基础，按照编制的“省光伏产业（）基地发展规划”，强化保障措施，狠抓内培外引，大力推进光伏产业体系建设，不断提升光伏产业发展水平，尽快做大做响光伏产业基地品牌，努力实现光伏产业又好又快发展。

第二，抓难题破解。在用地指标方面，我们将积极争取上级政府和相关部门支持，并优先支持光伏企业发展；在融资方面，继续加大与金融部门的联系，力争光伏企业每年新增贷款额度达到1亿元，最大限度地满足光伏企业发展的资金需求；在人才培养方面，坚持出资聘请专家对企业老板、中层干部分别培训两次以上，继续组织相关人员参加各类“高级工商管理培训班”；在人才引进方面，继续采取政府补贴的方式，帮助光伏企业招聘优秀科技和管理人才。

第三，抓平台建设。紧紧抓住皖江城市带承接产业转移示范区建设这一契机，大力拓展开发区规模，做到在现有的基础上，每年再拓展开发区面积100公顷以上，不断提升提高开发区的产业承载能力；按照地征到哪里，路网等配套设施就建到哪里的原则，进一步加强开发区路网、供排水、供电、路灯、绿化等基础设施建设，全面增强开发区设施保障能力；切实加强开发区科技创新服务体系建设，支持龙头企业建设技术中心，鼓励企业开展产、学、研合作，着力提高广大企业特别是光伏企业的自主创新能力。

第四，抓招商引资。在大力推进民营企业“二次创业”的同时，充分利用省级开发区的“金”字招牌，进一步加大招商引资力度，确保每年招商引资额在20亿元以上，进一步完善光伏产业链条，壮大产业规模，把光伏产业链条做粗做长。同时，认真研究省委、省政府《关于加快推进皖江城市带承接产业转移示范区建设的若干政策意见》，积极争取上级支持，尽快将支持政策转化成实实在在的“真金白银”。

第五，抓龙头企业培育。近期的重点是，全力扶持百盛半导体科技年产200MW太阳能电池组件产业化项目建设，使其尽快投产见效，让百盛半导体成为光伏产业基地的领头羊。

三、要求和建议

1、光伏产业作为一个新兴产业，不能全面开花，处处冒烟，搞孤立运作，而应整合资源，扶持促进光伏产业集群的形成和发展，提高产业竞争力。为此，需要省政府制定本省的光伏产业发展规划，并以集群政策替代传统产业政策。

2、光伏产业作为新能源产业，虽然前景广阔，但其风险也高，为此，建议省创业（风险）投资引导基金要支持设立光伏产业风险投资基金，使其成为光伏产业企加快发展的催化剂。

3、制定和完善扶持光伏产业的政策，如给予光伏企业享受高新技术企业待遇，设立光伏产业专项用地指标，在节能减排中给予光伏企业用电支持等，减免光伏产业各项规费的收费标准。

4、对光伏企业给予贷款贴息和融资以及项目资金等支持。

光伏材料范文第9篇

关键词：太阳能光伏景观；外形设计；景观设施

伴随着经济的快速发展，能源的需求量不断攀升，人们的环境保护意识也逐渐提高，继而绿色环保能源的推广应用已成必然趋势。低碳环保的太阳能被各行各界广泛利用，太阳能光伏景观（PV Landscape）的概念从而兴起并得到学界广泛的关注，它的设计与实践对环境以及人们的生活都具有极大的意义。

1 太阳能光伏景观外形设计的意义

从理念层面而言，太阳能景观就是一种由光伏发电技术支撑，将景观要素与光伏要素结合的设计。[1]光伏景观设施的设计，主要以更好地规划人们的生活环境为主要目的，将光伏景观设施与环境相适应，提高光伏景观设施的外观设计美感，加强视觉效果，将便于向市场推广。光伏景观设施的设计不仅仅带给人们一定的美学享受，同时对于光伏行业的发展有着极其重要的现实意义。总之，光伏景观设施的设计适应当今时展的潮流，有着很好的应用前景和发展趋势。

2 目前太阳能光伏景观外观设计中出现的问题

第一，传统的光伏景观设施都是将光伏光电板隐藏在人们的视线之外，并没有将高科技光伏设备融入装饰领域，没有把它作为装饰的主体。另外尝试将光伏光电板直接暴露在人们的视线焦点上的光伏景观设施，并没有和谐地融入装饰领域，过于突兀，美观欠缺。第二，在全国范围内，把光伏设备运用在景观雕塑、景观小品等设计中的实际工程项目，寥寥无几，景观设计与光伏设备应用设计的道路仍需拓展。国外的光伏设计大多都是针对某一个项目量身定做的，尺寸大，花费也大，这样的设计在中国运用的较少。第三，光电板的功能要求光伏景观设施必须被放置在可以常年接收到阳光的位置，但是在施工不合理的情况下，一些树木遮挡了某些光伏设施使其无法发挥节能的作用，而成为了摆设。第四，光伏景观设施的设计中，往往忽略了背景及周边环境的设计，以不同的设计风格混杂在一起，破坏了整体的视觉效果。

3 太阳能光伏景观的外形设计要点分析

太阳能光伏景观的外形设计主要分为两个设计层次：材料与构件，前者着重体现它的色彩和质感，后者着重体现它的形态与功能。

3.1 色彩与质感的分析

光伏材料分为晶硅和非晶硅，晶硅的基本原色是深蓝色、黑色和深灰色，非晶硅则是灰色、棕色和黑色。光伏材料作为装饰材料在色彩的选择上，若需要改变颜色和肌理，可以通过镀膜技术。在质感上，光伏材料是半透明状的，具有一定的透光性，在光伏景观中可呈现虚实对比作用，若需要加上底板，可以根据设计需要选择不透明、半透明或者透明材料，但要避免眩光造成的光污染。光伏材料在模板中以多种网格状的排列和拼接方式呈现，非晶硅可加工为弯曲形状，其不同的间距、大小、形状会呈现不同的肌理。

3.2 材料的搭配分析

在光伏构建与各种材料进行搭配设计，如何呈现自然美观的视觉效果，笔者从天然石材、清水混凝土、玻璃等六个方面，对光伏材料作为装饰材料与各种材质的搭配后的视觉效果和实际运用情况进行了总结归纳，见表1。

3.3 设计原则

太阳能景观设施的外观要与功能相结合，才达到整体视觉的均衡美感，而根据其所处环境的不同对其设计还有更为具体的要求。太阳能景观设施设计的基本原则可以大致归纳为因地制宜兼具美育、保障材料、结构、工艺及形态的安全性、避免光伏构建被遮挡和保证设施的耐久性且方便日后维护等四个方面。设施的造型和功能尽量因地制宜的同时，还的功能。

笔者选取了太阳能景观设施四大分类中的一些主要内容，对这些太阳能景观设施的设计原则进行概括整理，见表2。

4 结语

太阳能光伏景观设计既能达到节能发电的功能，又能提供精美的外观享受，是可持续和低碳景观的必然趋势。设计研究也正在迅速发展，但是仍然出现了许多问题，未来在设计与技术上有待深入和提高。

参考文献：

[1] 徐.太阳能景观的集成设计[J] .中国园林，2014（02）：119-124.

[2] 秦文展.我国低碳文化建设的基本途径探析[J].市场论坛，2012（1）：9-10.

[3] Refocus . The US PV Landscape：The outlook for solar inthe US appears bright[J] . Refocus，2003（7）：20-22+24-25.

[4] 环保节能建筑新时尚.新能源在建筑上的综合利用技术[J].广东科技，2009（01）.

光伏材料范文第10篇

瞬态光伏技术（TPV）能够有效探索半导体功能材料中光生电荷的输运性质，是一种无损检测技术。简述了利用瞬态光伏技术探索半导体功能材料的光电性质，包括分析功能材料的类型、载流子的传输方向、载流子的寿命、分离效率等信息，这对我们理解半导体功能材料的各种光物理过程是非常有益的。

关键词：

瞬态光伏技术；光生电荷；光生电子-空穴对；光生载流子

瞬态光伏技术是微区扫描技术中表面光电压的一种。表面光电压就是半导体的光伏效应，当半导体的表面被大于其带隙能的光照射时，半导体价带（VB）中的电子由于吸收了光子的能量，跃迁到半导体导带（CB），价带中留下空穴，产生光生电子-空穴对，这种光生电荷的空间分离产生的电势差为光伏效应，W.G.Adams在1876年最先观察到这一现象。1948年以后，半导体领域的开拓使得光伏效应成为一种检测手段，并应用于半导体材料特征参数的表征上。不同于稳态表面光电压（SPS）检测在连续波长的光激发下的光生载流子（电子或空穴）的分离结果，瞬态光伏技术检测的是在极短的光（纳秒ns或飞秒fs级别）激发后的光生载流子的产生、分离、复合等一系列动力学行为。

1瞬态光伏技术的发展

瞬态光伏的说法源于英文Transientphotovoltage。这种检测方法也有许多其他的表达方式，如时间分辨光伏等。最早利用瞬态光伏技术的是E.O.Johanson［1］，1957年Johnson通过此技术探索了多种半导体中少数载流子的寿命。瞬态光伏技术的发展依赖检测仪器中光源的使用，Johnson采用的光源为电火花隙（Sparkgap），它的时间分辨率在微秒范围内。J.Hlavka和R.Svehla［2］使用发光二极管作为光源，将测试装置从等效电路上进行分析，得到的时间分辨率为100ns。这一技术的改进对未来瞬态光伏技术的迅速发展起到了至关重要的推动作用。随着具有超快时间分辨率的脉冲激光器作为光源，瞬态光伏的时间分辨率也逐渐提高，在各类型的半导体材料中都有应用，探索这些半导体材料的光电性质，获得了很多优异的成果。例如2004年，B.Mahrov等人研究了空穴导体CuSCN等和电子导体TiO2等的瞬态光伏，分析得知不同的半导体类型（空穴或电子导体）导致了电荷注入方式不同［3］。

在利用瞬态光伏技术作为研究手段的工作中，德国Th.Dittrich研究小组获得了令人瞩目的成绩。他们不仅检测到时间分辨率为纳秒级的光伏结果，同时研究了不同类型半导体材料的瞬态光伏性质，建立了多种模型［4］。V.Duzhko博士在低电导材料方面也做了大量的工作，从单一的Si器件到现在的复杂器件，如染料敏化的TiO2器件、量子点电池器件等［5］。此外，瑞士的AndersHagfeldt小组［6］，英国的BrianC.O'Regan小组［7］和日本的KunioAwaga小组［8］也对半导体材料的瞬态光伏性质有卓越的研究。在国内复旦大学应用表面物理国家重点实验室的侯晓远教授课题组和吉林大学光化学与光物理实验室的王德军教授领导的科研小组对瞬态光伏技术的研究都取得非常好的研究成果。侯晓远教授课题组从有机薄膜半导体等瞬态光伏结果发现了极快激子解离过程［9］。王德军教授课题组在研究功能半导体材料，如TiO2、ZnO、Fe3O4、BiVO4等新兴的半导体材料的瞬态光电性质有重要发现［10-13］。

2瞬态光伏技术的装置及获得的信息

理想的光伏测试技术可以调节不同的参数对半导体功能材料进行测试，例如，调节系统的温度、压力、气氛等一系列参数，也可以选择不同的光源（连续光源或者脉冲激光源）进行瞬态光伏（时间分辨的光电压）的测量，如图1a中所示。作为一种无损检测设备，瞬态光伏系统的搭建通常是按照图1b中的简图自组装搭建。光源为脉冲激光器，测试过程中经过衰减的激光可以通过渐变圆形中性滤光片进行调节，衰减后的激光通过反光镜直接照射到样品池中。样品池的被测信号经过信号放大器，由数字示波器进行检测记录。光生电荷的产生是一个极其快速的过程，相比之下，光生电荷载流子的分离、扩散、转移和复合则较慢，一般时间分辨率在纳秒、微秒甚至更长的时间，光生载流子在不同时间分辨率内的传输动力学行为对半导体功能材料的活性有着重要的影响。例如，半导体的光电转换效率就受到半导体光生电子空穴对的分离程度影响；光生载流子的传输方向影响功能材料的性质及其应用；同时光生载流子的寿命及其具有的能量可以决定体系的氧化还原性等。因此，通过瞬态光伏技术可以获得半导体功能材料光生电荷的分离效率、获得光生载流子（电子或空穴）的扩散方向、光生载流子的扩散寿命等微观动力学信息。通过这些信息，我们可以分析半导体功能材料的物理化学性质，以及这些性质与材料活性之间的关系，这对进一步提高和优化功能材料的性能是非常重要的。

3瞬态光伏获得材料类型和载流子传输方向

利用瞬态光伏技术可以判断功能材料的类型。例如图2所示，2a中为n型Si的瞬态光伏谱图。它显示当材料的表面受到光照以后，n型半导体的瞬态光伏信号为正，光生电子向材料的体相迁移，光生空穴向表面迁移，并在表面大量聚集，因此表现为正信号。2b中p型Si的瞬态光伏信号为负。当p型材料受到光激发以后，光生电子向材料的表面移动，光生空穴向体相移动，因此信号为负［14］。

4瞬态光伏技术比较材料的分离效率及寿命

利用瞬态光伏技术可以分析半导体功能材料的光生电荷分离效率和光生载流子的扩散寿命。在光催化应用中，光生载流子的分离效率及寿命影响着催化剂的活性。光生电子-空穴对的分离效率越高，载流子的寿命越长，说明在光催化降解过程中参与氧化还原反应的载流子越多，催化活性越高。如在C掺杂的TiO2材料（C-TiO2）中［10］，不同的煅烧温度获得的样品，由于光电性质的不同，催化活性具有明显差异。如图3a所示，瞬态光伏信号在最大值处（P2峰）归因于光生电荷载流子的扩散，与P25的瞬态光电压曲线相比，在130℃、150℃、180℃煅烧温度制备下C掺杂TiO2样品P2峰位的响应时间分别是19ms、32ms、30ms，C的掺杂使得样品的扩散光伏寿命明显延长，说明C-TiO2的光生载流子的分离效率更高，光生载流子的复合更慢，因此有更多的载流子参与光催化的氧化还原反应，催化活性更高，如图3b。

5瞬态光伏技术的未来及展望

利用瞬态光伏技术研究半导体功能材料的光电性质目前已经取得了很大进展。未来这一研究领域是否能够取得更大的突破和快速的发展，很大程度上仍然取决于人们对光生电荷载流子输运的动力学过程和光电功能半导体活性之间关系的更深入的研究。飞秒、皮秒时间分辨瞬态技术是未来的发展，在超快时间分辨率内的半导体光电性质，对于我们深入探索光电功能体系的活性及机理有着重要的作用。