aem和am期刊的区别

中国电机工程学报

电力系统自动化

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高电压技术

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IEEE Transactions on Circuits and Systems

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IEEE Transactions on dielectrics and electrical insulation

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International Journal of Electrical Power &Energy Systems

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Electric Power Systems Research

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European Transactions on Electrical Power

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IET Proceeding Generation, Transmission &Distribution

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IET Electric Power Applications

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International Journal of Power and Energy Systems (EI)

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中国电机工程学报

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高电压技术

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电网技术(中文核心期刊)

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由于效率很是显著，基于钙钛矿的光伏技术已经取得了飞快的发展。然而对于注重环保的工程师们来说，其中含有的重金属铅，也是一个相对尴尬的存在。 好消息是，近日来自中英联合科学团队的一项新研究，为我们揭示了一种更加安全、环保的新方案。 更棒的是，其不仅能够从室内照明中获取能量，还有着相当惊人的效率。

研究配图 - 1：晶体结构、X 射线衍射图、薄膜结构/光学性质、以及吸收系数。

据悉，这项研究的重点，在于找到受钙钛矿启发、可用于下一代太阳能光伏面板的新型无铅材料（PIMs）。

其具有与卤化铅钙钛矿相似的典型结构，但不含相同的有毒成分，因而能够做到更加环保且安全。为此付出的代价，通常是难以达成相同的光能吸收效率。

研究配图 - 2：能带结构 / 光谱 / 器件电流密度与电压曲线。

不过在近日发表于《先进能源材料》期刊上的一项研究中，该团队已经介绍了某种演示用的 PIM 材料，并深入了解了它在室内照明条件下的性能表现。

结果发现，尽管带隙太宽，导致其无法在光伏面板类应用中胜任，但却相当适合在室内使用。

研究配图 - 3：印刷器件的逆变电压传递特性和增益。

研究人员指出，该 PIM 材料在阳光下的效率约为 1%，但在室内照明条件下的效率高达 5% 。

尽管与某些室内钙钛矿光伏面板的效率还有很大的差距，但丝毫不逊于目前的室内光伏行业标准。

研究配图 - 4：单色光下的阶次功率范围 / 器件光损耗分析。

研究合著者，来自伦敦帝国理工学院的 Robert Hoye 博士表示：“通过吸收家中或建筑物常见灯具发出的光线，这些材料可将光再转为电能，且效率已达商业应用的水平”。

即便如此，研究团队仍已确定多项潜在的改进，以使新材料可在不久的将来达成超越目前室内光伏技术的性能，最终为手机、扬声器、可穿戴设备传感器等终端补充能量。

研究配图 - 5：无铅钙钛矿光伏材料的效率与极限。

研究合著者，来自苏州大学的 Vincenzo Pecunia 教授补充道：“除了具有环保的特性，新材料还可再非常规基材上架构，比如传统技术不兼容的塑料或织物面料上”。

展望未来，这项技术还有望为可穿戴设备、医疗保健监测、智能家居、以及智能城市等无电池设备供电。

可持续的产品与服务商业模式设计

智能电网发展

环保发电技术

智能抄表与信息技术综合能源和通信

MEMS和NEMS在发电中的应用

节能设计和新技术

减少二氧化碳生成新技术

绿色物流的运筹学

光伏太阳能发电的应用

电力系统分析与优化

电力系统规划与运行

可再生能源供应的服务优化

与这些有关但是也不限于这些

大约十年前，有机金属卤化物钙钛矿首次被引入太阳能电池。从那时起，它们被广泛研究用于采光、光子学和电子传输设备，因为它们提供了非常受欢迎的光学和介电性能。它们结合了传统无机光伏器件的高能量转换性能，以及有机版本的廉价材料成本和制造方法。到目前为止，研究假设这种材料的非凡电、磁和光学性能与拉什巴效应有关，拉什巴效应是一种控制磁、电子结构和电荷载流子寿命的机制。

但是，尽管现在进行了激烈的研究和辩论，但用于最有效的钙钛矿太阳能电池的块状有机金属卤化物钙钛矿中的拉什巴效应的确凿证据仍然非常难以捉摸。艾姆斯实验室的科学家们发现，有证据表明：通过使用太赫兹光（以每秒数万亿周期速度发出的极强光），可以开启或同步物质样本中的量子运动“节拍”；以及第二次爆发的光可以“监听”节拍，从而触发超高速接收器记录物质振荡状态的图像。

这种方法克服了传统探测方法的局限性，传统探测方法没有分辨率或灵敏度来捕捉隐藏在材料原子结构中拉什巴效应的证据。艾姆斯实验室资深科学家、爱荷华州立大学物理学教授王继刚（音译）说：研究发现解决了关于拉什巴效应是否存在的争论，它们确实存在于块状金属卤化物钙钛矿材料中。控制原子和电子的量子运动来设计Rashba分裂带，实现了重大飞跃，其研究成果发表在《物理评论快报》期刊上。

从根本上发现了被随机局部波动所隐藏的效应，并为基于钙钛矿材料量子控制的自旋电子和光伏应用打开了令人兴奋的机会。金属卤化物钙钛矿CH3NH3PbI3中声子相干对激子Rashba精细结构的超快控制，王继刚和所在艾姆斯实验室和爱荷华州立大学物理和天文学系的合作者负责太赫兹量子拍频光谱、模型建立和密度泛函理论模拟，高质量的钙钛矿材料由托莱多大学提供，声子谱模拟是在中国 科技 大学进行。

赵富鑫 魏彦章 主编

国防工业出版社

1985年2月第一版

内容简介

本书比较全面地介绍了太阳电池的原理、设计、制造、测试以及应用实例；同时介绍了国内外一些新型太阳电池的研究情况。可供具有高中以上文化程度的从事太阳电池研究、设计、制造及实际应用的各类工程技术人员阅读，也可供大专院校师生作为新能源方面的教学参考书。

序言

太阳电池，又称光伏电池，是一种可将太阳光能直接转换为电能的半导体器件。1954年第一个实用的硅太阳电池在美国贝尔实验室制成以后，不久即被人造卫星使用。迄今为止，翱翔于太空的成千个飞行器中，大多数都配备了太阳电池发电系统。1973年的能源危机，促进了太阳电池地面应用的发展。许多由太阳电池供电的航标灯、微波中继站、铁路信号标志、光电水泵等等已在世界各地运行，功率从几瓦到几万瓦不等。使用太阳电池电源供电的电视机、收音机、钟表、照明灯、小型计算器等，在输电困难的山区、牧区、沙漠地区已受到人们的欢迎。1981年世界太阳电池的年产量已高达6兆瓦。

为扩大太阳电池的应用，人们对太阳电池的材料、结构和工艺等各方面进行了大量的研究工作。除了单晶硅电池以外，已研制成功坤化镓电池、硫化镉电池、多晶硅电池、硅带电池、无定形电池、聚光电池、多结电池、光电化学电池等多种新型太阳电池。二十多年来，随着结构和工艺不断改进，单晶硅太阳电池的实际效率已增加三倍多（从6%增至20%），成本已有了大幅度的下降。当前，无论从成本或效率来讲，硅太阳电池都已日趋实用化。

我国从1958年开始研制硅太阳电池。我国自行设计制造的太阳电池电源已成功地应用于人造卫星、交通、邮电、农牧业、轻工业、通讯、气象及军事部门，并已远销国外。对于新型的太阳电池，我国也积极地进行了研究探索，在某些方面已可与国际水平相比。

这些年来，国内已出版过一些有关太阳电池的书籍，但还没有一本内容比较完整、能反映现代水平、并结合国内经验的专门书籍。即从国外来看，这方面的专着也不多。为了适应这一新兴学科的迅速发展，本书编者接受国家科委和电子工业部的委托，结合国内情况编写了这本比较系统的阐述太阳电池的原理、设计、制造及应用方面的书。

本书对太阳电池进行了一定的理论分析，具有一定的理论水平；又较丰富地介绍了制造、测试、应用等方面的技术，因而比较实用。可供从事太阳电池研制及实际应用的各类工程技术人员阅读，也可供本专业的培训班或大专院校师生作为教学参考书。

本书共分八章。第一章简要介绍太阳辐射能。第二章概述太阳电池的物理基础，从而比较系统地叙述了光生伏打效应的机理以及同质结、异质结、肖特基结太阳电池的工作原理。第三章是关于硅太阳电池制造工艺方面的叙述。结合国内实际生产及研究期刊，作了必要的述评。第四章介绍了太阳电池的标定及有关参数的测试。第五章叙述太阳电池发电系统的结构设计，包括方阵组合、蓄电池及电子线路。第六章介绍近几年正在研究发展的一些太阳电池，包括新材料和新结构的研究情况。第七章专门讨论聚光太阳电池及聚光系统。第八章较全面地介绍了太阳电池在我国的实际应用情况及所取得的经济效果。在后记中，简述了对太阳电池的展望。

本书由西安交通大学赵富鑫教授、天津电源研究所魏彦章副总工程师主编。第一章由西安交通大学秦蕙兰编写；第二章由西安交通大学崔容强编写；第三章由天津电源研究所包诞文编写；第四章由天津电源研究所于培诺编写；第五章由天津电源研究所唐军编写；第六章由天津电源研究所李金其编写；第七章由天津电源研究所胡宏勋、赵海滨编写；第八章由电子工业部电子技术推广应用研究所王长贵编写；昆明师范学院陈庭金为本书编写过若干部分。王长贵、张丞源、于培诺、李金其、崔容强还担任了全书编辑及校对工作。为本书提供过材料的同志有：郑彝益、张德群、周跃忠、由志德、赵秀田、李中全、刘生、徐抗、陈文俊等。在此，编者表示感谢。

限于编写时间及编者水平，难免有不是错误，敬希读者指正为感。

编 者

目录

符号表·································

太阳辐射能·····················

§1.1 太阳的结构和太阳辐射能的来源

§1.2 大气层外的太阳辐射光谱（AM 0）

§1.3 地球表面上的太阳辐射光谱（AM1，AM1.5，AM2）

§1.4 日照量的计算和测量

§1.5 太阳能的特点

§1.6 世界和我国太阳能资源的分布情况

太阳电池原理···················

§2.1 太阳电池的分类

§2.2 太阳电池的物理基础

§2.3 太阳电池材料的光学性质

§2.4 同质结太阳电池

§2.5 肖特基结太阳电池

§2.6 异质结太阳电池

硅太阳电池工艺·················

§3.1 硅材料的选择

§3.2 硅片的表面准备

§3.3 制结

§3.4 除去背结

§3.5 制作上下电极

§3.6 腐蚀周边

§3.7 蒸镀减反射膜

太阳电池的标定和测量···········

§4.1 太阳电池的标定

§4.2 复现

§4.3 光谱响应的测量

§4.4 太阳电池伏安曲线及串联电阻的测量

§4.5 基区少子扩散长度和寿命的测量

太阳电池发电系统··············

§5.1 概述

§5.2 太阳电池组件

§5.3 太阳电池组件的封装材料

§5.4 太阳电池组件的制造工艺过程

§5.5 蓄电池

§5.6 太阳电池发电系统的设计

§5.7 太阳电池方阵/蓄电池电源系统的测量

其它太阳电池···················

§6.1 硫化镉薄膜太阳电池

§6.2 多晶硅太阳电池

§6.3 带（片）状硅和薄膜硅太阳电池

§6.4 多结太阳电池

§6.5 导体—绝缘体—半导体太阳电池

§6.6 无定形硅太阳电池

§6.7 光电化学电池

聚光太阳电池和聚光系统··········

§7.1 聚光硅太阳电池

§7.2 各种聚光太阳电池

§7.3 太阳聚光器

§7.4 太阳跟踪装置

太阳电池的实际应用············

§8.1 卫星电源和空间电站

§8.2 航标灯电源

§8.3 铁路信号灯电源

§8.4 农牧业设备电源

§8.5 广播、电视、通信设备电源

§8.6 太阳电池的其它应用

§8.7 使用、维护和保养

附录································

附录1 太阳辐射能量光谱分布数据····

附录2 一些重要太阳电池材料的特性······

附录3 硅掺杂浓度和电阻率的关系········

附录4 太阳电池的分类及其主要参数·······

后记··································

将磷烯纳米带聚集到钙钛矿基太阳能电池中，可以使其效率与硅基的电池相媲美。

研究人员在报告中指出成功将一种2D材料集成在钙钛矿基太阳能电池中，使这种电池效率有大幅提高，可以与硅基的电池相媲美。

由帝国理工学院（Imperial College London）和伦敦大学学院（University College London）组成的一对研究小组研究了磷烯纳米带（PNRs），PNRs是一种2D含磷的带状线材料。PNRs与石墨类似，由单原子厚的原子层组成，具有高导电性。

研究人员在2019年首次生产这些材料，此后的理论实验表明，它们可以增强众多电子设备，包括电池、生物医学传感器和量子计算机。

研究人员表示，现在帝国理工学院和伦敦大学学院的研究团队已经在一个实际的原型太阳能电池板上进行了试验，该试验证实了磷烯纳米带的确具备了提高电池效率的潜力。

帝国理工学院化学系和可加工电子中心教授兼研究员Thomas Macdonald说：“数百次的理论研究已经预见了PNRs的优秀特性，但目前尚未有报告公开证明这些特性，或许可以将这些特性转化为更好的设备性能。”

Thomas Macdonald表示，研究团队已经展示了PNRs不仅可以作为高性能太阳能电池途径的证据，还验证了这种纳米材料在下一代光电设备中的多功能性。

新型太阳能电池板

研究人员通过钙钛矿制成太阳能电池，钙钛矿是一种晶体结构的复合材料，长期以来一直被视为太阳能电池中补充或替代硅的下一代材料。事实上，与硅相比，钙钛矿具有几个优点，其中包括更高的性能和更低的生产成本。

更低的成本原因在于钙钛矿可以在液体中喷墨打印出来，形成柔性薄膜。研究人员将PNRs作为额外的一层被打印在薄膜上，以提高设备功能和效率。

研究人员在《American Chemical Society》期刊中发表了，与传统硅太阳能电池相比，新研制的电池性能超过21%。接近于迄今为止在实验室证明的钙钛矿基电池的最高效率，约为25%。

研究人员还通过实验找出了PNRs可以提高效率的原因，实验证明了材料中存在一种称为“空穴迁移率”的现象。

研究人员表示，空穴是电子在电传输中的相反伙伴，因此提高它们的迁移率(衡量它们在材料中移动速度的指标)有助于电流在设备的各层之间更有效地移动。

研究人员在一种钙钛矿太阳能电池层中添加一层磷烯纳米带，有效的提高电池性能。

应用以及未来研究

Macdonald说，通过实验验证PNRs如何改进太阳能电池，研究人员表示他们会为光电器件或发光或探测光的设备继续创建新的设计规则。

Macdonald说，“我们的研究结果显示，预测PNRs的功能电子特性优化应用性能，凸显了新发现的纳米材料的真正重要性和实用性，并为基于PNR的光电设备设定基准。”

研究团队计划继续PNRs的研究，以及PNRs如何在电子设备中工作，从而找出更多可以提升性能的方法。研究人员还计划调查如何改变纳米带的表面，以提高该材料独特的电子性能。

中国化学与物理电源行业协会 杨柳

2022.3.10

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