新能源材料

英國開發新型背觸式太陽能電池

英國謝菲爾德大學的研究人員與能源技術公司PowerRoll合作開發了新的太陽能電池設計，可以有效降低太陽能電池的制造成本。

該設計通過在微槽的對側壁上涂上不同的電觸點，然后在槽內填充一種可溶液處理的半導體，可以制造出一種新型背觸式太陽能電池。除了可以縮減制造步驟，新的3D設計還允許使用非常規工藝的新材料用于制造。

PowerRoll預計，該新型太陽能組件的重量只相當于同等功率傳統太陽能電池的一小部分。研究人員還表示，新的太陽能電池設計使用簡單、電氣互連成本低，適宜在欠發達地區和離網地區部署。（中國半導體行業協會）

阿特斯P5多晶太陽電池創造新的世界紀錄

阿特斯陽光電力集團宣布，公司研發的高效P5多晶太陽電池轉換效率達到22.28%，創造了新的大面積多晶電池的世界紀錄。

據了解，阿特斯P5多晶使用的是一種最新的鑄錠技術。這項破紀錄的阿特斯高效電池技術采用P5硅片，并完美結合選擇性發射極、氧化硅鈍化、疊層減反射、氧化鋁背鈍化、先進金屬化等多項電池技術，進行全方位的工藝整合，最終創造出22.28%的新的光電轉化效率世界紀錄。其中阿特斯專有的自主知識產權濕法黑硅陷光技術，大幅降低了電池片的正面反射率，確立了短路電流的優勢。（中國半導體行業協會）

日本東芝進軍薄膜型鈣鈦礦太陽能電池領域

東芝認為，目前市場上的主流產品，是晶體硅太陽能電池，其彎曲能力較差，需要用玻璃等配套材料進行加固，這導致電池自重較重，并對安裝場所有所限制。同時，其還存在著成本、發電效率等問題。

為了改善上述問題，東芝研發出鈣鈦礦太陽能電池。東芝與日本新能源產業技術開發機構合作，研究發現鈣鈦礦晶體結構易于吸收太陽光并發電，最驚奇的是，其擁有像墨水一樣作為基礎材料進行印刷的特性。

據東芝介紹，如果在薄膜上印刷鈣鈦礦，就可以輕松制造出重量很輕、可彎曲的太陽電池。同時，現有晶體硅太陽能電池板，每塊重約15～20kg，對于承重性較差的建筑物來說很難進行大量安裝。如果使用鈣鈦礦太陽能電池，建筑物、電動汽車車頂、帳篷等都可以成為太陽能電池。（中國半導體行業協會）

歐盟部長理事會最終通過清潔能源方案

歐盟最終確定了“為所有歐洲人提供清潔能源”的政策方案，人們意識到歐盟政局可能對可再生能源產業產生影響這一事實。2015年，歐能委員會提出了能源聯盟戰略，并于2016年11月提出了清潔能源方案。此后，在歐洲議會、歐盟委員會和歐州理事會內部和相互之間就此開展了談判。

前不久，議會通過了最終立法，新的電力市場監管和電力市場指令，以及關于風險準備及能源監管機構合作機構的條例提案現在均已經過理事會簽署。在新體系下，歐盟制定出規則以便以市場導向方式，組織電能的重新調度和削減以及靈活性選擇。這是被虛擬發電廠運營商稱贊為朝著正確方向邁出關鍵一步的提案。對于碳排放高于550g二氧化碳/kWh時的發電廠，也引入了新的補貼上限。隨著立法簡化正在進行，歐盟成員國之間的跨境電力貿易也會增加。

清潔能源計劃還瞄準了建筑行業的能源績效問題。這個行業占歐盟能源消耗的40%，二氧化碳排放量的36%。根據歐盟計劃，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。成員國還必須提出一項10年戰略，以節能方式翻新建筑存量，從而減少碳排放。這一舉措可以推動住宅以及商業和工業太陽能加儲能細分市場的發展。（中國半導體行業協會）

美國猶他州計劃部署1000MW混合型儲能項目

美國猶他州日前宣布，計劃部署一個裝機容量為1 000MW儲能項目，這種獨一無二的儲能設施將壓縮空氣儲存在鹽洞中，并與氫儲能、液流電池、固體氧化物燃料電池等技術相結合。最近幾個月，這個擬議的最大規模儲能項目多次更換開發商，但是三菱日立動力系統公司（MHPS）希望提供不同種類的儲能設施。

該公司并沒有選擇傳統的鋰離子電池儲能系統，而是選擇采用一系列具有商業運營風險的儲能技術組合：壓縮空氣儲能（CAES）、液流電池、氫儲能以及固體氧化物燃料電池。

根據美國能源情報署調查，在2017年，猶他州86%電力來自煤炭和天然氣，但其太陽能產業發展迅速，裝機容量已達1627MW。（中國半導體行業協會）

德國融資2300萬歐元開發116 MW光伏項目

德國投資商Hansainvest承諾投資2 300萬歐元用于開發85個總裝機容量為116MW的德國光伏項目，按照夾層融資的方式，獨立能源開發商BPGIPP以次級貸款的形式投資資金。Hansainvest表示，這筆錢將用來在德國和其他地方開發更多的太陽能園區。現有項目位于梅克倫堡—西波美拉尼亞，勃蘭登堡，薩克森，薩克森—安哈爾特和圖林根。（中國半導體行業協會）

約旦計劃增加可再生能源裝機2400MW

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

該部長表示，約旦的可再生能源在2018年產生了1130MW，約旦計劃到2025年從可再生能源中產生20%的總能源需求。在其增加可再生能源發展計劃的第一階段，該部迄今已在Maan實施了10個太陽能項目，并在Aqaba和Irbid各實施了一個太陽能項目，總容量為204 MW。

在第二階段，該部在Mafraq的開發區實施了3個項目，在Safawi建設了一個項目，總容量為200MW。該部目前正在Maan開發一個150MW的太陽能園區，作為該計劃的第3階段，該工廠預計將于2020年投入運營。（中國半導體行業協會）

高性能鋰離子電池電極材料研究中取得進展

中科院化學研究所分子納米結構與納米技術重點實驗室曹安民課題組在電極材料結構控制及穩定性提升上開展了系列工作，基于多級表界面結構設計、表面晶格調控等方式，實現了材料表界面活性的有效控制，獲得了電極材料穩定性及器件長循環性能的顯著提升。

相關研究團隊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定性的機制：基于可控的表面高溫固相反應，引入鋅離子促進鎳錳酸鋰的表面尖晶石結構轉變為類巖鹽相、層狀相兩者的復合構型，精確調控兩相比例，在不犧牲材料電化學活性的前提下提升了材料的結構穩定性。這種特殊的表面相態調控機制能夠克服常規表面惰性包覆方式對電荷傳輸的損害，為基于電極材料自身表面化學特性調控，獲得兼具高容量、高穩定性的關鍵電極材料提供了新的手段和機制。（中國科學院）

鋅基液流電池離子傳導膜研究獲進展

中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒、張華民領導的研究團隊在堿性鋅基液流電池離子傳導膜研究方面取得新進展。

鋅基液流電池儲能技術以儲量豐富的鋅作負極活性物質，具有成本低、安全性高、開路電壓高和環境友好等特點，在分布式儲能領域具有良好的應用前景。

目前，鋅基液流電池的關鍵問題為鋅負極的枝晶、累積和脫落，從而導致電池循環穩定性差。膜在調控鋅沉積形貌和抑制枝晶生長從而提高電池運行可靠性方面發揮了重要作用。研究團隊通過調節多孔離子傳導膜的負電荷性質可實現對鋅沉積方向和形貌的調控，從而大幅度提高鋅基液流電池的面容量和電池的循環穩定性。

該工作在前期研究工作基礎上，選用商業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良的穩定性。所制得的膜具有優良的機械性能可有效抑制鋅枝晶的生長，進而大幅度提高鋅基液流電池的循環穩定性，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，能量效率超過了88%。該工作為高功率密度鋅基液流電池的開發提供了很好的指導作用。（中國科學院）

新型納米復合材料用于鋰硫電池隔膜改性

由于鋰硫電池在充放電過程中產生的聚硫化物易溶于電解液，并通過隔膜到達金屬鋰負極，進而產生嚴重的“穿梭效應”，引起活性物質損失、硫化物沉積不均，導致電池循環性能變差。

基于以上問題，中國科學院青島生物能源與過程研究所先進儲能材料與技術研究組研究人員從鋰硫電池隔膜改性入手，在碳納米管（CNT）表面引入過渡金屬化合物CoNi1/3Fe2O4（CNFO），成功制備出CNFO@CNT納米復合材料，并通過真空抽濾方式將其均勻涂布到商用隔膜表面。受益于CNFO的強極性吸附作用和CNT的導電作用，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再利用。

該改性材料相比CNT改性隔膜，無論是常溫還是60℃高溫，對鋰硫電池的倍率及循環穩定性都有較大的提升。（中國科學院）

鋰電池安全性提升研究中取得進展

中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員溫兆銀團隊通過離子導電型引發劑實現了凝膠聚合物電解質的原位制備，該凝膠聚合物電解質具有優異的耐火性能，基于該電解質組裝的固態鋰電池在同時承受剪切與火燒條件（火焰溫度528℃）下仍能為發光二極管陣列供電，使鋰電池的安全性大大提高。

溫兆銀團隊以石榴石型固體電解質（Li6.4Ga0.2La3Zr2O12）為引發劑和離子導電型填料，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PVDF—HFP的脫氟和交聯過程，從而實現凝膠聚合物電解質的原位制備，并對凝膠轉變過程的機理進行了深入研究。

該凝膠聚合物電解質具有優異的耐火性能，由其組裝的固態鋰電池具有較高的安全性。基于該凝膠聚合物電解質的三元鋰電池表現出較好的循環穩定性。該工作提供了采用防火型凝膠電解質可獲得優良的離子電導率以及保證凝膠聚合物電解質和相應鋰電池高安全性的研究新思路。（中國科學院）

鈉離子電池負極材料研究取得新進展

中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員張健領導的無機合成化學團隊與博士張華彬合作，在國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項的資助下，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）轉變為由鉬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）。作為鈉離子電池負極材料，該材料表現出了較高的可逆容量、優異的倍率性能和循環穩定性。

動力學分析結果表明HMF—MoS2的超快鈉離子存儲源于其自身電容性電荷存儲。實驗結果和理論計算表明，大量的鉬缺陷可以有效提高二硫化鉬的導電性，增強二硫化鉬與鈉離子的相互作用，從而提高HMF—MoS2的儲鈉性質。通過缺陷和形態學控制，該工作有助于從分子水平理解二硫化鉬表面的電化學反應，為研究其他過渡金屬硫化物在能源領域方面的應用提供了新的思路。（中國科學院）

中國科大研制出廉價高效的“電解水制氫”催化劑

中國科學技術大學吳宇恩教授課題組運用創新工藝，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化推進重要一步。

電解水過程中必需的高效廉價的氧氣析出催化劑是當前面臨的最困難挑戰之一， 氧析出常用的商用催化劑是二氧化銥。銥金屬市價為240～250元/g。相比之下，釕金屬市價為19.5～20.5元/g，地球儲量更豐富、更廉價，如果用于工業，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定性是一個公認的世界難題。為實現高效廉價的電解水制氫，該宇恩團隊經過多年的實驗探索，創新性地提出利用抗氧化能力和抗溶解能力強的鉑基合金為載體，利用表面缺陷工程技術捕獲和穩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于商業釕基催化劑的過電位降低了大約30%，穩定性提高了近10倍。（光明日報）