機(jī)構(gòu)設(shè)置
先進(jìn)光伏技術(shù)研究所依托教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心,圍繞新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,重點(diǎn)開(kāi)展低成本、高效率、環(huán)境友好的下一代光伏技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)攻關(guān),建立和完善適用于產(chǎn)業(yè)化的新型太陽(yáng)能電池制造工藝,掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),力爭(zhēng)發(fā)展成為國(guó)內(nèi)光伏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要科研力量。
研究所成立于2009年,是電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院“電氣工程”一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予點(diǎn)的重要支撐。現(xiàn)有研究人員4人,其中教授1人、副教授2人、講師1人。發(fā)展至今,研究所已建立完善的光伏太陽(yáng)能電池制造工藝路線(xiàn)與器件性能檢測(cè)平臺(tái),擁有光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量系統(tǒng)、量子效率測(cè)量系統(tǒng)、霍爾效應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)、光致發(fā)光光譜測(cè)量系統(tǒng)等多臺(tái)大型精密儀器。同時(shí),與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)出多源共蒸發(fā)鍍膜系統(tǒng)、多靶磁控濺射鍍膜系統(tǒng)以及光伏薄膜快速熱處理系統(tǒng)等科研設(shè)備。依托良好的實(shí)驗(yàn)條件,研究所于2012年研制出效率超過(guò)15%的銅銦鎵硒電池,2018年研制出效率超過(guò)20%的鈣鈦礦電池,2023年研制出效率超過(guò)10%的銻基硫?qū)俦∧る姵兀幱趪?guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。迄今,已獲批國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部國(guó)際科技合作專(zhuān)項(xiàng)、安徽省自然科學(xué)基金、教育部博士點(diǎn)基金、中國(guó)博士后基金等多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)科研項(xiàng)目資助,科研經(jīng)費(fèi)總額逾千萬(wàn)。同時(shí),取得了豐碩的研究成果,在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表高水平SCI論文100余篇,申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利20余項(xiàng)。
研究所已培養(yǎng)一批包括博士、碩士在內(nèi)的高素質(zhì)科技創(chuàng)新人才,并十分重視國(guó)際合作和研究生聯(lián)合培養(yǎng)工作。與國(guó)內(nèi)外多家科研結(jié)構(gòu)和企業(yè)建立良好的長(zhǎng)期合作關(guān)系,如英國(guó)牛津大學(xué)、美國(guó)華盛頓大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南方科技大學(xué)、蘭州大學(xué)、常州億晶光電科技有限公司等。畢業(yè)生就業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V,包括國(guó)家電網(wǎng)、電力電子、光伏發(fā)電、半導(dǎo)體等行業(yè),或進(jìn)入知名高校與科研院所繼續(xù)深造。研究所秉承科研創(chuàng)新促進(jìn)學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的指導(dǎo)思想,發(fā)揚(yáng)追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、敢于挑戰(zhàn)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的科研精神,為高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)創(chuàng)造良好的科研環(huán)境和學(xué)術(shù)氛圍。已形成立足于高校,兼顧基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)化,并對(duì)新能源利用起到宣傳示范作用的研究中心。
目前,研究所開(kāi)展的主要研究方向如下:
1. 下一代太陽(yáng)能電池研究
作為重要的可再生清潔能源形式之一,太陽(yáng)能的高效開(kāi)發(fā)與利用是加速“碳達(dá)峰/碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要途徑。研究所致力于下一代高效太陽(yáng)能電池的創(chuàng)新研發(fā),包括硫化銻、硒化銻、鈣鈦礦電池、量子點(diǎn)電池、銅銦鎵硒薄膜電池等光伏領(lǐng)域的研究前沿。圍繞材料創(chuàng)新、器件設(shè)計(jì)、光電性能和器件物理等方面開(kāi)展研究,實(shí)現(xiàn)器件光電轉(zhuǎn)換性能提升,研制具有商業(yè)價(jià)值和市場(chǎng)前景的下一代太陽(yáng)能電池。

圖1. 新型硫化銻太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)
2. 新型能量收集技術(shù)研究
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)技術(shù)的快速發(fā)展驅(qū)動(dòng)了基本能源供給方式的改革。目前,低功耗自主物聯(lián)網(wǎng)傳感器主要利用儲(chǔ)能電池供電。然而,儲(chǔ)能電池壽命有限且應(yīng)用范圍受限。研究所創(chuàng)新開(kāi)發(fā)新型能量收集技術(shù),助力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可持續(xù)發(fā)展。先進(jìn)室內(nèi)光伏(Indoor photovoltaics)從環(huán)境照明中收集能量,可為基于低功耗藍(lán)牙、RFID標(biāo)簽、LoRa、無(wú)源Wi-Fi、Zigbee等通信協(xié)議的無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)提供可持續(xù)能源供給。

圖2. 面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的先進(jìn)室內(nèi)光伏技術(shù)
3. 光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)研究
隨著可再生能源的不斷發(fā)展,光伏發(fā)電技術(shù)成為一種綠色、高效的能源解決方案。其不僅能夠減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài),還能有效降低碳排放。研究所結(jié)合電池組裝新技術(shù)、新工藝,開(kāi)展光伏產(chǎn)線(xiàn)和太陽(yáng)能發(fā)電站建設(shè)、光伏建筑一體化、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可再生能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)等研究,不斷探索和拓寬產(chǎn)學(xué)研合作新領(lǐng)域,促進(jìn)光伏行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。

圖3. 光伏建筑一體化
先進(jìn)光伏技術(shù)研究所負(fù)責(zé)人:周儒
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