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三結鈣鈦礦光伏電池效率創新高

科技日報北京4月13日電加拿大科學家領導的一個國際科研團隊研製出一種光電轉化效率創紀錄的三結鈣鈦礦太陽能電池，朝著開發出矽基太陽能電池廉價替代品的目標邁進了一大步。研究負責人泰德·薩金特教授指出，此前三結鈣鈦礦太陽能電池的最高效率約為20%

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鐵電反常光伏效應研究取得新進展

因與常規的p-n結型太陽能電池的光伏效應存在根本差別，這種現象常被稱為反常光伏效應或者體光伏效應。近年來，隨著人類社會對能源環境問題的持續關注，關於鐵電光伏效應的研究持續升溫。現時，關於鐵電光伏效應的物理機制已有多種模型提出，雖然彼此之間仍

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光電探測器量子效率突破理論極限，有望為光伏設備大幅提效

光電探測器是可以感測光或其他電磁能量的感測器，可將光子轉換成電流，被吸收的光子形成電子-空穴對。量子效率是用來定義光電探測器等設備將其受光表面接收到的光子轉換為電子-空穴對的百分比，即量子效率等於光生電子除以入射光子數。

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65%！薄膜矽光伏電池光吸收率創新紀錄

實驗結果表明，採用新方法設計出來的薄膜電池能吸收65%的陽光，是迄今薄矽膜表現出的最高光吸收率，接近約70%的理論吸收極限，有望催生柔性、輕質且高效的矽光伏電池。矽太陽能電池效率高，且原材料為地球上儲量豐富的矽，被認為是高效的光伏科技。

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新技術提升高溫下光伏電池轉換效率

俄羅斯烏拉爾聯邦大學開發出一種光伏轉換器兩面冷卻的高效方法，有望在高溫下提高太陽能電池板的效率。烏拉爾聯邦大學研究人員成功地將太陽能光伏轉換器的效率提高到10%—12%，而到目前為止，環境溫度每升高20℃，效率就會降低0.4%—0.5%。

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鈣鈦礦-矽光伏電池效率突破30%！可穩定工作30年

一直以來，澳大利亞都對太陽能寄予厚望，並希望到2030年可以將成本降至每瓦0.30澳元、轉換效率突破30%。近期的一項最新研究似乎帶來了一些希望，澳大利亞國立大學研發出了效率高達30.3%的串聯矽-鈣鈦礦太陽能電池。與此同時，鈣鈦礦是一個迅

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華為技術加持，世界上最大的光伏板圖形電站已發電25億度

庫布齊沙漠是中國第七大沙漠，東西長400公里、南北寬50公里。截至11月30日，“駿馬電站”已累計發出綠電25.43億千瓦時，相當於節約標準煤84萬噸，减少二氧化碳排放約203萬噸，累計治沙1.6萬畝。2018年榮獲中國能源項目創新獎；20

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我國首個超高海拔光伏實證基地投產，一年發電超12億度

10月14日，我國首個超高海拔光伏實證基地項目——四川甘孜興川實證光伏電站首批發電單元並網發電，標誌著該基地正式投產。據介紹，四川甘孜興川實證光伏電站全容量並網後，年平均發電量約12.68億度，减少二氧化碳排放約107萬噸。該基地也將進一步

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《Advanced，Materials》刊登武漢大學物理科學與技術學院方國家、陶晨團隊鈣鈦礦光伏電池新成果

12月10日，國際權威學術期刊《AdvancedMaterials》線上發表了武漢大學物理科學與技術學院方國家教授、陶晨研究員團隊的最新研究成果。該研究工作第一署名組織為武漢大學物理科學與技術學院。武漢大學物理科學與技術學院2019級博士生

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中國科學院合肥物質科學研究院楊昭榮課題組發現壓力誘導光伏電晶體ZnSiP2的超導電性

另一方面，相關的研究表明在陽離子子晶格中引入無序後，ZnSiP2還可以作為下一代鋰離子電池的高性能陽極候選資料。這些發現直觀地呈現了ZnSiP2中的結構-性質關係，這不僅為優化其光學和電學性質提供了重要線索，而且為利用壓力在不同功能内容之間

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中國科學院化學研究所朱曉張課題組在高穩定性n-型光伏資料研究方面取得重要創新成果

有機光伏具有質輕、柔性和可大面積加工等優點，受益於分子光伏受體資料的發展，其能量轉換效率已經達到18%。為實現商業化應用，資料和器件的長期光熱穩定性仍面臨挑戰。傳統D-A型電子受體資料普遍採用3-靛酮及其衍生物作為强拉電子末端，然而INCN

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北大朱瑞、龔旗煌等綜述鈣鈦礦光伏科技在空間環境中的應用

近期，由北京大學物理學院“極端光學創新研究團隊”朱瑞研究員、龔旗煌院士與西北工業大學塗用廣副教授、黃維院士，中國科學院空天資訊創新研究院徐國寧研究員組成的三校（院）聯合研究團隊，系統總結了鈣鈦礦光伏電池在空間環境多種極端因素下的穩定性情况以

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北京大學物理學院極端光學研究團隊在鈣鈦礦光伏介電調控研究中取得重要進展

近日，北京大學物理學院、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、納光電子前沿科學中心極端光學研究團隊朱瑞研究員、龔旗煌院士與英國薩里大學張偉教授、美國勞倫斯伯克利國家實驗室ThomasP.Russell教授合作，在介電調控提升鈣鈦礦光伏效能研究

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化學所李永舫課題組在高效寬帶隙聚合物給體光伏資料的研究中取得新進展

隨著2019年藝員窄帶隙有機小分子受體Y6的發現，有機太陽能電池進入了一個新的發展階段，其最高能量轉換效率從報導Y6之前的14%左右迅速提升到最近的超過18%。在國家自然科學基金委和科技部重點研發計畫的支持下，化學所有機固體實驗室李永舫課題

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工程熱物理所研究人員應用機器學習在光伏熱電混合系統結構參數優化研究中取得進展

太陽能熱電光電複合發電系統的覈心是熱電光伏複合發電單元，聚集太陽光入射後，光伏電池首先利用光譜響應的波長產生電能，不能被光伏電池利用的光譜能量通過熱電器件進行熱電轉換。在混合動力系統中，光伏電池和熱電器件輸出的電能相互隔離的情况下，熱電器件

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西安交大科研人員在異質結摻雜有機光伏機理研究中取得進展

有機太陽能電池的激子分離與電荷複合均發生在由電子給體和受體資料組成的異質結處，異質結電學效能的優化對提高光生電流和降低電壓損失具有重要意義。近日，西安交通大學材料科學與工程學院研究人員發現了一種基於分子摻雜的有機異質結性能優化策略。

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電工所承擔的國家重點研發計畫項目“大型光伏電站直流升壓彙集接入關鍵技術及設備研製”順利通過驗收

6月1日，由電工所牽頭承擔的國家重點研發計畫“智慧電網技術與裝備”重點專項“大型光伏電站直流升壓彙集接入關鍵技術及設備研製”項目順利通過綜合績效評價驗收，相關研究成果得到與會專家一致好評。

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武漢理工，|，《Science》刊發實驗室大面積鈣鈦礦光伏科技突破性研究成果

該校資料複合新技術國家重點實驗室是第一通訊組織，黃福志研究員為唯一通訊作者。現時的主要研究方向包括鈣鈦礦太陽能電池產業化、光伏制氫以及柔性電子等。

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西安交大科研人員設計“鹼金屬氟化物夾層結構”，實現高效反型鈣鈦礦太陽能和室內光伏器件

近年來，有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池引起國內外廣泛關注，高效率及高穩定性是主要追求目標。針對以上鈣鈦礦太陽能器件中存在的問題，西安交通大學吳朝新教授課題組巧妙設計了一種“鹼金屬氟化物夾層結構”，分別修飾鈣鈦礦與電荷傳輸層間的上下介面

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趙一新&張立軍ACS，Energy，Lett.，基於1.65eV帶隙的高效光伏器件

現時報導的基於碘-溴混合鹵化物成分的寬帶隙鈣鈦礦會受到鹵化物偏析的影響。上海交通大學趙一新和吉林大學張立軍等人報導了富含Cs的寬帶隙純碘化物CsxFA1–x–yDMAyPbI3鈣鈦礦，並成功解决了寬帶隙鈣鈦礦中的相分離問題。基於具有1.65

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Joule，創刊以來引用最高的文章，歸光伏莫屬！

有機太陽能電池是一種將太陽能轉換為電能的新型電子器件，因其製備成本低、光電特性易調節、可製成半透明以及可大面積卷對卷印刷等優點，已成為現時研究的熱點。高效率有機太陽能電池仍然是現時研究的首要目標，也是實現其產業化的關鍵。這一成果對單結有機太

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化學所侯劍輝/山大郝曉濤《Joule》，創紀錄！有機光伏轉化效率達到18.86%

有機光伏電池憑藉其質量輕，吸收光譜和機械性可調等優良特性，成為能源界的潜力寵兒。隨著科研人員的不懈努力，有機光伏電池經歷了不斷的更新換代，其能源轉換效率已經達到了18%。然而，相比於它的無機“同行”們，巨大的能量損耗是有機光伏電池研究亟待解

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北大朱瑞團隊與於海峰團隊合作ACS，Energy，Letters，鈣鈦礦電晶體的多種缺陷管理實現高效穩定光伏器件

鈣鈦礦多晶薄膜的表面作為溶液法電晶體的生長終端相較於體相存在大量本征缺陷，比如空位、替比特、反比特缺陷等，這些缺陷的存在會導致嚴重的非輻射複合以及離子遷移，從而限制光伏器件效率及穩定性的提升。囙此，選擇合適的功能性資料同時有效鈍化多種表面缺

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黃勁松最新Science，穩定基底介面！高效率鈣鈦礦光伏組件

鈣鈦礦電池的包埋介面在合成後很難改變，但介面在决定其效率和穩定性方面很重要。北卡羅來納大學教堂山分校黃勁松等人研究發現DMSO可以增强鈣鈦礦形態的液體添加劑，然而它在結晶過程中會導致鈣鈦礦-基底介面處出現空隙，從而加速了光照下的鈣鈦礦降解。

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山大物理學院郝曉濤團隊揭示有機光伏缺陷態動力學機制

博士生陳志豪為第一作者，郝曉濤教授、殷航教授為該論文的共同通訊作者，山東大學為第一作者單位和唯一通訊作者單位。在此工作中，郝曉濤團隊闡明了有機光伏異質結中電荷複合在不同光照環境下動力學機制及缺陷態產生機理。

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美國北卡大學教堂山分校黃勁松課題組Science，穩定鈣鈦礦-基底介面實現高性能鈣鈦礦光伏組件

儘管如此，鈣鈦礦光伏器件的穩定性依然是阻礙其商業化行程的重要因素。鈣鈦礦器件的衰减通常始於介面處，包括鈣鈦礦-金屬電極介面和鈣鈦礦-基底介面。這些介面上具有較高的缺陷態密度，在外界環境因素的作用下會誘導鈣鈦礦活性層的進一步分解。囙此穩定鈣鈦

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過程工程所光伏矽廢料“一步法”高效製備矽納米線電極研究獲新進展

近日，過程工程所綠色冶金與產品工程課題組博士生陸繼軍，在王志研究員、劉俊昊副研究員等的指導下，利用開發的可控電致熱衝擊方法，創新性地實現了從光伏矽廢料到高矽含量納米線電極的無催化劑一步高效製備，鋰離子電池能量密度得到顯著提升，為高效低成本製

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中國海洋大學徐曉峰教授《JMCA》，結合半透明光伏與介面蒸發科技實現水電聯產應用

淡水資源短缺和能源匱乏已引起了全球範圍內的廣泛關注，並對人類和生態系統的可持續發展帶來了巨大的影響。現時，太陽能驅動的介面蒸發科技已成為一種新型高效的光熱轉換與清潔水生產科技。同時，光伏科技是現時利用太陽能實現光電轉換的主要科技之一。但是，

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山東大學郝曉濤教授、殷航教授團隊ACS，energy，letters，缺陷態及其複合效應對有機光伏器件室內應用的影響

有機光伏電池由於有著良好的光譜適配協調性、環境友好、可柔性捲曲等特性，成為了室內光電轉換應用的理想選擇。闡明缺陷態的產生機制，理解缺陷複合的光依賴物理動力學，對進一步提室內有機光伏電池的器件效能有著重要意義。

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中國科大在二維鐵電體光伏效應研究中取得進展

近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心曾華淩教授課題組和中科院量子資訊重點實驗室郭光燦院士團隊龔明教授課題組在二維鐵電體光伏效應研究中取得新的進展。

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城市環境研究所在廢棄光伏組件資源回收方面取得研究進展

同時，廢棄光伏組件中含有大量有價資源，建立其資源化回收科技不僅可實現廢棄物的安全處置，還可實現二次資源的再生利用，符合國家發展迴圈經濟戰畧。基於以上背景，城市環境研究所清潔能源科技與炭資料研究組以晶體矽光伏組件為研究對象，提出溶劑熱溶脹聯合

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暨南大學微電子學院麥耀華團隊在柔性鈣鈦礦光伏電池和組件效率研究取得突破

柔性鈣鈦礦太陽電池因其在消費級電子產品領域具有巨大的發展前景，受到了國內外研究者們的廣泛關注。製備高性能的f-PSCs的關鍵是要在更粗糙以及不平整的柔性襯底表面上，沉積無針孔、緻密和少缺陷的高品質的鈣鈦礦結晶薄膜。麥耀華團隊對此問題的研究取

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武漢大學物理科學與技術學院，|《Nano，Energy》刊登方國家課題組寬帶隙鈣鈦礦光伏電池研究新成果

近期，武漢大學物理科學與技術學院方國家教授課題組，與肖旭東教授課題組和嘉興學院尹新星博士課題組合作，在寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池及鈣鈦礦/銅銦鎵硒四端疊層電池研究領域取得新進展。囙此，高效寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的製備成為了鈣鈦礦群體的一大挑戰。

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侯劍輝等人AM，用於高性能有機光伏電池的通用非鹵化聚合物供體

非鹵化聚合物由於其製備成本低的優勢，在有機光伏電池的商業化方面具有巨大潜力。然而，非鹵化聚合物在溶液中通常具有高HOMO能級和較差的自聚集效能，從而導致低功率轉換效率。中科院化學所侯劍輝和CunbinAn等人製備了兩種非鹵化聚合物PB1和P

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李永舫院士Acc.，Mater.，Res.，雜原子取代對有機太陽能電池供體資料光伏效能的影響

過去幾年，窄帶隙受體結合寬帶隙供體資料的創新顯著推動了有機太陽能電池的功率轉換效率超過18%。為了構建最先進的OSC，在分子設計中應考慮光伏資料的吸收光譜、前沿分子軌道能級、分子堆積和結晶度以及電荷載流子遷移率。供體和受體資料是决定OSC光

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趙怡程一作+通訊！Nature，Energy，全自動化平臺篩選，超1400小時穩定迴圈的鈣鈦礦光伏！

基於甲脒碘化鉛的平面異質結鈣鈦礦太陽能電池是一種很有前途的光伏科技。在60-70°C的光照下，基於具有精細鈍化的混合陽離子、混合鹵化物鈣鈦礦的最先進的器件，其T80壽命大於1000小時。其不穩定機理包括離子遷移、鈣鈦礦降解等。結合一種雙層導

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化學所侯劍輝《Joule》，打破有機光伏20%效率瓶頸，開啟有機光伏新紀元！

2015年，南開大學陳永勝教授團隊開始進行有機疊層太陽能電池研究。2018年，其團隊驗證了效率為17.3%的光電轉化效率，將有機太陽電池的研究推向了一個新的高度。12月29日，中科院化學所的侯劍輝研究員團隊報導了利用串聯式有機太陽能電池的先

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北大趙清課題組在鈣鈦礦光伏資料晶面取向調控方面取得新進展

研究表明鈣鈦礦的光電效能會受到晶面取向影響，一般多晶鈣鈦礦薄膜具有多個晶面取向，晶面取向單一的純淨的鈣鈦礦晶體往往具備更好的晶體質量和更優异的器件效能。然而，由於鈣鈦礦是通過溶液製備的離子型晶體，對其晶體生長和晶面取向進行有利調控頗具挑戰。

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暨南大學麥耀華教授團隊柔性鈣鈦礦光伏組件獲多項獨立協力廠商認證

麥耀華教授團隊長期以來從事太陽能光伏資料和器件的科學研究和產業化工作，近年來在鈣鈦礦太陽電池和硫系薄膜太陽電池領域取得多個突破性進展。2021年10月，團隊在玻璃襯底上製備的鈣鈦礦光伏組件經國家光伏產業計量測試中心認證，獲得21.37%的孔

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寧波資料所在生物質光伏-電催化轉化耦合產氫研究方面取得進展

生物質作為地球上最為豐富的可再生資源之一，通過催化轉化可以製備一系列替代傳統化石資源的燃料和化學品，對雙碳目標的實現具有至關重要的作用。最近，團隊以自然光為輸入能源，首次將呋喃二甲醇通過光伏-電催化反應轉化為高值生物基平臺化合物FDCA和氫

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西安交大科研人員在高效穩定鈣鈦礦光伏科技領域取得效率認證重要進展

大量研究表明，為獲得更高的光電轉換效率，需要降低鈣鈦礦薄膜的內部缺陷，如I空位，Pb不飽和配比特等。這些缺陷往往在鈣鈦礦薄膜的溶液製備和熱退火過程中產生，主要集中在鈣鈦礦薄膜的晶界及表面。

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蘇州納米所駱群等Advanced，Energy，Materials，順序噴墨印刷製備高性能有機光伏器件

有機太陽能電池具有輕質、可半透明化以及可溶液法製備的優點。現時以非富勒烯受體為電子受體的有機太陽能電池器件效率已經取得了較大突破，但器件有效面積小，且主要通過旋塗法實現，無法滿足實際應用。開發有機太陽能電池的大面積製備技術是實現低成本有機光

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化學所侯劍輝課題組製備出光伏效率超過20%的高效率疊層有機光伏電池

由於可更加高效的利用太陽光，具有串聯疊層構型的有機太陽能電池在實現高光伏效率方面具有突出優勢。在疊層有機光伏電池中，用於連接前、後子電池的隧道結同時承擔了透光、電荷收集、阻擋溶劑等功能，對於疊層光伏電池的光伏效率具有至關重要的影響。囙此，構

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韓國成均館大學Jin-Wook，Lee團隊最新ACS，Energy，Letters，用於光伏應用的鈣鈦礦表面缺陷工程

近年來，表面缺陷鈍化已成為製造具有創紀錄高效率的鈣鈦礦太陽能電池的必要條件。鑒於此，2022年3月2日韓國成均館大學Jin-WookLee團隊於ACSEnergyLetters刊發用於光伏應用的鈣鈦礦表面缺陷工程的綜述。全面瞭解鈣鈦礦表面及

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湖泊光伏電站環境能量平衡特徵研究取得新進展

湖面光伏是繼陸地光伏之後，出現的一種新型太陽能光伏佈設管道，打破了僅在陸面發展光伏的局限。湖面和陸面的水熱條件差異較大，光伏面板佈設後會將地表接收到的部分太陽短波輻射轉換為電能，勢必會影響原有湖泊系統的輻射及能量平衡。但是，現時湖泊佈設光伏

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化學所朱曉張課題組在高效多功能半透明有機光伏方面取得新進展

半透明有機光伏在建築光伏一體化如光伏窗戶和光伏大棚等領域的應用受到人們廣泛關注。不同於傳統無機資料，有機資料的結構化吸收使得半透明有機光伏可以實現太陽能光譜的選擇性利用，兼顧光電轉換效率和可見光平均透過率。最近，課題組開展了半透明光伏的理論

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蘇州納米所印刷薄膜光伏研究團隊在高效率大面積柔性薄膜光伏電池製備方面取得進展

但ITO薄膜的脆性使其耐彎折效能方面並不理想。金屬網栅及金屬納米線電極具有低的面電阻、高的光學透過率以及良好的機械柔性，是製備柔性有機及鈣鈦礦薄膜光伏電池的理想柔性透明電極。但其表面具有較大的粗糙度、金屬栅線之間缺乏導電連接以及與功能介面層

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清華大學交叉資訊研究院於洋課題組合作揭示風電光伏進入電力市場後的複雜鏈式反應

近日，清華大學交叉資訊研究院於洋課題組與合作者發現在有核電的地區，風電和光伏的發展會造成一段時間內的碳排放上升。研究發現到2030年前，由於風電光伏的增長，在美國的兩個主要電力市場中將因擠出核電而累積造成接近1.4億噸的額外溫室氣體排放。然

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化學所朱曉張課題組發展了兼具高效率-低成本-高穩定的n-型光伏資料

近年來，得益於非富勒烯受體的發展，有機太陽能電池的光電轉換效率取得了重大突破，然而同時兼具高穩定性、低成本和高效率的有機光伏資料與器件仍具挑戰，成為其商業化應用的制約瓶頸。為了解决非富勒烯受體的宏量製備問題，研究人員利用高效分子內雙C-H活

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華南先進光電子研究院樊貞團隊在《Nature，Communications》發表重要研究成果

近日，華南師範大學華南先進光電子研究院樊貞團隊研製出感存算一體鐵電光伏感測器網路，實現了零能耗影像感知與實时處理，為開發高魯棒性、高速、低能耗的機器視覺系統提供了一條可行的技術路線。

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