電力科技信息

意法半導體公司與意大利Enel公司合作開發智能家電節能系統

意法半導體有限公司（STMicroelectronics,ST）與意大利國家電力公司（Enel）宣布將攜手合作，共同建設名為Energy@Home項目。該項目將研發一套新系統，通過該系統可通過智能家電自主管理實現家庭用電模式轉變，避免用電高峰期用電負荷過重情況的發生，旨在提高居民的用電效率。

系統將ST的創新型USB密鑰與Enel公司名為SmartInfo的智能信息裝置予以整合，以STM32W系列32位ARM Cortex-M3微控制器為內核，并配有256Kbyte閃存，有助于實現智能信息裝置與智能電表通信。采用標準開放的通信協議傳輸收集用戶住宅網絡內電表的詳細耗電信息，用戶可通過包括計算機、手機、家電等配有顯示屏的各種設備直接了解家庭用電情況，從而提高信息獲取的便利性，以便對家電使用進行合理安排。此外用戶還可下載與節能相關的客戶定制式程序，加快實現家電使用智能模式，提高用電系統整體效率。

系統配有一個協同管理模式（Coordinated Management Mode），在該模式下可綜合考慮電價、所選家電、用戶需求及限制條件等一系列因素，通過家庭網關（Home Gateway）制定智能洗碗機、洗衣機、冰箱等電器的運行計劃，實現家用電器供電和電價信息自主管理，在非高峰期啟動家電運行以節省電費，避免因用電負荷過重導致斷電現象發生，在不干擾設備正常運行的情況下實現家電用電自動平衡和模式優化。

ST公司副總裁Matteo Lo Presti表示，如何最大限度減少全球用電量是全世界共同面臨的挑戰之一。將智能電表、智能家電與用電量、電費相關實時信息相結合，可促使用戶對其現有用電模式加以改進，以實現降低用電成本并提高供電效率的目的。

摘譯自互聯網

美國勞倫斯伯克利國家實驗室研制低成本高質量納米線太陽能電池

美國勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）宣布研制出一種低成本高質量且生產工藝簡單的納米線（nanowire）太陽能電池。該電池采用半導體硫化鎘作為內核，以硫化銅作為外殼。其在開路電壓以及填充系數（fill factor）方面均優于傳統平板太陽能電池，而這兩者決定了太陽能電池所能產生的最大電能。該電池轉換效率達5.4%，與平板太陽能電池相當。

研究人員表示，目前傳統太陽能電池采用高純度單晶硅晶圓制造，厚度要求達到約100 μm以滿足光吸收量的要求。另外，晶硅在純度上的高標準使得制造硅基平板太陽能電池成為高耗能、高成本的復雜過程。由于過去采用高溫摻雜工藝進行處理時表面復合和p-n結（p-n junction）質量控制難度較大，因此其填充系數和開路電壓低于平板太陽能電池。而該項研究首次利用以溶液為基礎的陽離子交換化學工藝，制造以硫化鎘為內核、硫化銅為外殼的高質量單晶納米線。專家認為半導體納米線最有潛力取代硅晶圓，這是一種一維條狀材料，其寬度僅為頭發的千分之一，而長度可達到毫米級標準。該電池具有眾多優點，例如其電荷分離和聚集功能更強、無需使用深加工硅材料進行制造等。

電池核心部分由二層獨立材料組成，含有豐富電子的一層為負極，而含有電子空穴的另一層為正極。在吸收太陽光子后，利用光子能量產生電子空穴對（electron-hole pair），該空穴對將在pn結處分離并收集電能。研究人員在1年前曾采用一種低成本方法將球形p-n結替代傳統太陽能電池的平面p-n結，球形p-n結的n型硅層在p型硅納米線的內核周圍形成外殼。該結構有效地將單個納米線轉變成一個光伏電池，大幅提高硅基光伏薄膜的光吸收率。現在利用同樣方法采用硫化鎘和硫化銅制造太陽能電池，但工藝上則使用濕化學法，利用以溶液為基礎的陽離子交換反應進行制造。

過去所采用的是物理氣相傳輸氣液固法（vapor-liquid-solid,VLS）來合成硫化鎘納米線，但利用濕化學法同樣能得到具有高質量和理想長度的材料。單晶硫化鎘納米線直徑在100～400 nm，長度為50 mm，將其浸入50℃的氯化銅溶液5～10 s，表層硫化鎘通過陽離子交換反應變為硫化銅。該方法簡單易行，成本低廉，可用于制取高質量異質外延（hetero-epitaxial）納米材料，避免了傳統氣相制造方法中的高溫摻雜和沉積過程。研究人員認為，通過增加硫化銅外殼材料用量可提高太陽能電池納米線的轉換效率。該電池如果要實現商業化應用，其轉換效率至少需提高至10%。

摘譯自互聯網