美国能源部通过太阳能技术办公室 (SETO) 太阳能小型创新项目 (SIPS) 2022资助计划选择了19个项目,其中9个为CSP(光热),10个是光伏项目,总资金600万美元,在太阳能研发方面追求创新、有针对性的早期想法。
SIPS项目专注于新颖、高风险或高影响力的想法,这些想法可以在执行的第一年内产生重大成果,快速验证新概念并为继续研究奠定基础,旨在通过简化申请流程并鼓励从未申请或被选为SETO奖的研究人员的申请来增加清洁能源研究人员的多样性。自2015年开始以来已资助了100多个项目。
本次入选的10个光伏项目将致力于提高光伏技术的功率转换效率、能量输出、再利用和回收过程、使用寿命和可制造性。
1. 亚利桑那州立大学(亚利桑那州Tempe):用于远程、低成本光伏系统中模块化电力电子的平面变压器系统,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目团队将设计用于连接太阳能光伏系统的新型电力电子转换器到模块化和冗余的电网。新转换器将比现有设备更小,易于维修和升级,并且使用对供应链变化不太敏感的方法和材料制造。这将支持更长的使用寿命,同时保持光伏系统的高性能。
2. 阿贡国家实验室(伊利诺伊州Lemont):Solar-Leap:管理环境和运营条件对资产性能退化长期影响的大众化工具,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目将开发工具来准确分析和预测光伏组件在不同极端气候和相关应力条件下的长期可靠性。当前的工具仅使用小型数据集或基于实验室的实验,这在预测真实世界的长期光伏组件性能方面可能不太准确。项目团队开发的新工具将使用来自大量光伏组件的传感器数据和维护记录,以更准确地确定现场条件的影响并制定减轻这些负面影响的策略。该团队将与光伏行业成员密切合作——特别关注资源不足社区的少数族裔企业和公司——收集反馈并展示该工具对其光伏资产运营和维护的影响。
3. 凯斯西储大学(俄亥俄州Cleveland):加速先进硅架构的学习周期:电池处理方法及其对退化机制的影响,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目将开发一种工艺,可以快速预测p型电池新材料的性能和耐用性,而无需先对新器件进行全面优化。通过确定哪些新的硅光伏电池设计最有可能实现高效率和长使用寿命,这将节省研究时间和精力。该过程将检查可能影响设备性能的广泛因素 - 从硅材料本身的稳定性到模块组件在不同气候下的加速老化测试 - 以制定这些预测。
4. 阿拉巴马大学(阿拉巴马州Tuscaloosa):全无机钙钛矿吸收体的前体工程和用于大面积高稳定性钙钛矿太阳能组件的快速光子退火,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目将使用新改性的钙钛矿材料和创新的加工技术实现钙钛矿太阳能电池的高速打印。这种方法将有助于克服目前钙钛矿电池制造的障碍,例如不稳定性和较长的加工时间。该团队将使用钙钛矿材料,其中有机分子被无机元素取代以增加其稳定性,并将其与由金属氧化物材料制成的外层配对,以提供物理保护并改善模块外的电力传输。然后,这些将用于通过称为槽模涂层的工艺从液体溶液中制造模块,该工艺可以按比例放大以用于高速生产线。该团队的目标是制造功率转换效率高于20%的微型模块。
5. 亚利桑那大学(亚利桑那州Tucson):先进的钙钛矿太阳能电池开发和稳定性使用在线电化学方法,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目将开发一种仪器来测试钙钛矿光伏电池的缺陷或退化,该仪器可以集成到高通量生产线中。这将提供一种低成本、高度可扩展的方法来了解不同材料和制造方法对钙钛矿光伏电池稳定性的影响,并实现扩大钙钛矿光伏制造。
6. 康涅狄格大学(康涅狄格州Storrs):使用阻抗光谱法对光伏电池板进行性能评估,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目将开发一种可以在运行时分析光伏组件的工具。该工具将测量光伏组件的功率输出和寿命如何受到不同强度的光、材料级特性(如缺陷、杂质和机械性能)以及组件级特性(如电连接器)的影响。
7. 特拉华大学(特拉华州Newark):硅异质结钝化的原位氢微结构表征 - 解决开路电压退化和缓解途径,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目将开发一种在加速热和光应力测试下测量光伏组件硅层微观结构变化的方法,旨在预测组件的使用寿命。该项目团队将专注于一种特定类型的硅光伏电池,该电池具有薄薄的硅层,并添加了氢以改变电气特性。这些层提高了光伏电池的效率,但可能会降低材料的稳定性。这种新方法将测量氢对加速寿命测试的反应,并利用这些信息制定缓解策略,使硅异质结光伏电池的使用寿命达到30至50年。
8. 夏威夷大学马诺阿分校(夏威夷檀香山):采用透明导电复合材料整体封装钙钛矿太阳能电池以实现长期稳定性,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目团队将研究一种新的密封剂材料,用作保护材料钙钛矿光伏电池的外层。今天使用的大多数密封剂必须在高温下使用,这会分解钙钛矿材料。这种新材料可以在室温下使用。这种新材料还可以代替玻璃用作保护层的电池中的玻璃,从而降低这些模块的成本。
9. 弗吉尼亚大学(弗吉尼亚州Charlottesville):高效再生硅太阳能电池,奖励金额:25万美元
项目摘要:该项目将研究用于回收硅光伏组件中使用的银金属的新的成本效益和环境友好的方法。用于硅太阳能电池电触点的银是最昂贵的组件之一,目前使用硝酸从旧的或损坏的硅太阳能电池中回收——这种技术可能对环境有害且效率低下。该项目将使用一种称为激光烧蚀的新方法,通过将光伏模块中的硅转化为小颗粒来去除硅。激光烧蚀是一种低环境影响的工艺,可提供更高的回收银产量,并且在该工艺中回收的银颗粒可直接用于制造新的硅模块。
10. Uriel Solar(加利福尼亚州(Westlake Village):研究硅上的单晶碲化镉以支持未来的光伏设备,奖励金额:30万美元
项目摘要:该项目将开发在顶部添加高质量碲化镉层的方法光伏电池中的硅。与纯硅或纯碲化镉光伏电池相比,这些层具有显著提高功率转换效率的潜力,但添加这一层可能具有挑战性。该团队将分析和优化添加碲化镉层的方法,以最大限度地提高稳定性、效率和易于制造性。
原标题:这10个光伏创新项目获美能源部300万美元奖励