電力科技信息

意法半導體公司與意大利Enel公司合作開發(fā)智能家電節(jié)能系統(tǒng)

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(fā)一套新系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可通過智能家電自主管理實現(xiàn)家庭用電模式轉(zhuǎn)變，避免用電高峰期用電負荷過重情況的發(fā)生，旨在提高居民的用電效率。

系統(tǒng)將ST的創(chuàng)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(nèi)核，并配有256Kbyte閃存，有助于實現(xiàn)智能信息裝置與智能電表通信。采用標準開放的通信協(xié)議傳輸收集用戶住宅網(wǎng)絡內(nèi)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(jié)能相關的客戶定制式程序，加快實現(xiàn)家電使用智能模式，提高用電系統(tǒng)整體效率。

系統(tǒng)配有一個協(xié)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(wǎng)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(xiàn)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(jié)省電費，避免因用電負荷過重導致斷電現(xiàn)象發(fā)生，在不干擾設備正常運行的情況下實現(xiàn)家電用電自動平衡和模式優(yōu)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(zhàn)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(jié)合，可促使用戶對其現(xiàn)有用電模式加以改進，以實現(xiàn)降低用電成本并提高供電效率的目的。

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)

美國勞倫斯伯克利國家實驗室研制低成本高質(zhì)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(zhì)量且生產(chǎn)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(nèi)核，以硫化銅作為外殼。其在開路電壓以及填充系數(shù)（fill factor）方面均優(yōu)于傳統(tǒng)平板太陽能電池，而這兩者決定了太陽能電池所能產(chǎn)生的最大電能。該電池轉(zhuǎn)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(tǒng)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(jié)（p-n junction）質(zhì)量控制難度較大，因此其填充系數(shù)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(nèi)核、硫化銅為外殼的高質(zhì)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(fā)的千分之一，而長度可達到毫米級標準。該電池具有眾多優(yōu)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(chǎn)生電子空穴對（electron-hole pair），該空穴對將在pn結(jié)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(jié)替代傳統(tǒng)太陽能電池的平面p-n結(jié)，球形p-n結(jié)的n型硅層在p型硅納米線的內(nèi)核周圍形成外殼。該結(jié)構(gòu)有效地將單個納米線轉(zhuǎn)變成一個光伏電池，大幅提高硅基光伏薄膜的光吸收率?，F(xiàn)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(zhì)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?yōu)榱蚧~。該方法簡單易行，成本低廉，可用于制取高質(zhì)量異質(zhì)外延（hetero-epitaxial）納米材料，避免了傳統(tǒng)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(zhuǎn)換效率。該電池如果要實現(xiàn)商業(yè)化應用，其轉(zhuǎn)換效率至少需提高至10%。

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)