免维护储能蓄电池销售中心：15711081850 010-57487506 于尹邦
日前，江西先材纳米纤维科技有限公司年产2亿平方米聚酰亚胺纳米纤维电池隔膜产品生产基地在南昌高新区正式开工奠基。副省长谢茹出席并宣布开工。省科技厅厅长王海、副市长肖玉文、区工委书记邱向军出席，管委会主任雷霆主持仪式。
江西先材纳米纤维科技有限公司自主开发了大规模化连续生产纳米纤维非织造布的****技术。已具备了单条生产线日产4000平米以上聚酰亚胺纳米纤维非织造布的工业化生产能力，计划在三年内达到年生产2亿平方米聚酰亚胺纳米纤维电池隔膜、年产值在60亿元以上的建设目标。据悉，该项目已获得“战略性新兴产业”项目资金支持1773万元。
据了解，该公司产品主要应用领域包括：汽车动力电池隔膜、超级电容器隔膜等;空气净化(尤其是高温空气净化)、污水处理、海水淡化及纯净水的制备等;防生化武器特种服装、医用卫生防护服装、高效烟雾防护面罩等。
经试用和测试证明，江西先材纳米纤维科技有限公司研发生产的聚酰亚胺纳米纤维非织造布是一种性能优良的锂离子电池和超级电容器隔膜，大幅度提高了锂离子电池整体性能。
“如电池循环寿命在3000次以上，充电时间缩短到20分钟以下，功率密度提高30%以上。特别是大幅度改善了锂电池的使用安全性：耐过充、耐高温，在250℃高温环境中仍能正常工作。”江西先材纳米纤维科技有限公司相关负责人介绍。
纳米纤维电池隔膜的生产技术和工艺具有完全的自主知识产权，在国际上率先实现了自支撑聚酰亚胺纳米纤维非织造布产品的大规模生产，不仅解决了汽车动力电池的**性技术难题之一，推动新能源汽车行业等战略性新兴产业的**发展，促进节能减排、低碳经济，而且在纤维材料生产方面也具有划时代的意义，市场前景极为广阔，有望引领一场新的工业技术革命，为国家社会经济发展作出重大贡献。
所谓的高效率太阳能电池2011年仅占总体c-Si电池市场的14%。在太阳能板中，c-Si电池负责把太阳能转变成电能。采用较旧技术的标准效率太阳能电池占86%。
但是，如果产业采用任何数量的转换技术来提高太阳能的适用性——业内似乎正在形成这种趋势，则高效率太阳能电池的份额可能**上升，四年后升至31%，如图3所示。2011年初多数高效率太阳能电池出货量来自美国加州SunPower Corp.和日本三洋电机，但其它几家厂商预计年内也会推出自己的产品。
高效率太阳能电池采用**的转换技术，能把太阳能效率提高0.3%至5%。例如，一个模组的效率一般是15%，至少可以提高到15.3%，**程度可以提高到20%。
时高蓄电池PLATINE2-1000 2V1000AH
采用高效率太阳能电池面临的一大障碍是其生产成本较高，如果把面板效率从16%提高到19%，价格可能会上升10-15%。过去两年，由于光伏产业致力于满足市场对现有产品的旺盛需求，转换效率并不是首要问题。但是，随着太阳能价格持续下降——每年至少下跌25%，主要模组及电池供应商意识到高效率技术可能成为未来的关键竞争武器，可以利用它来实现市场差异化和推出卓越的产品。IHS公司认为，也可以利用该策略来缓慢PV价格下降速度，使厂商获得合理的利润。
在ECN和Fraunhofer等研究实验室、应用材料和Manz Automation AG等设备生产商、杜邦等电池材料供应商的支持下，采用高效率技术的风险降低而且成本效益提高，业内对于提高转换效率的可行性的看法正在改善。杜邦**近收购了Innovalight公司及其硅墨水(Silicon Ink)技术，以扩充自己的产品组合。
一般来说，转换技术就是要让更多的光或更宽频谱的光入射进来，同时降低复合损失。空穴与电子在被引出之前复合，会导致能量损失。虽然多数转换技术都出现很长时间了，有些已经存在了一、二十年，但直到现在才得到真正重视，投入到更广泛的商业应用。
新技术**突出的特点是，**程度地缩小前端金属触点。虽然触点对于太阳能电池运行非常重要，但同时也阻挡光线，因此需要采用转换技术。
目前有一系列太阳能转换技术可用，包括宽侧面触点、异质结电池、钝化层、选择性发射技术、新型光捕获技术、小型前端金属化与双面电池。还有一些技术处于研发阶段，包括热载流子技术、3D电池结构以及基于稀土与硅纳米粒子的新型能量转换层等。
所设计光子晶体异质结如1所示，该结构由两个三角晶格圆柱晶胞的二维光子晶体组成，分别用Pc1和Pc2表示。两个光子晶体晶格常数均为a，圆柱半径为r，背景介质为半导体材料Si，圆柱为空气柱。 Pc1和Pc2中空气柱的半径分别为0. 45a和0. 4a，填充比分别为0. 42和0. 27.图中为入射光线的偏转角度， p为Pc 1和Pc2的层数。
传输矩阵法通过求解麦克斯韦方程以得到光子晶体的反射性质，是光子晶体理论计算中常用的一种数值计算方法。本文采用传输矩阵法对以上所建模型在可见至近红外波段的TE模和T M模光子禁带进行了模拟计算。
2结果与讨论
考虑到半导体材料Si在可见近红外( 400 1 200 nm)范围的高频区具有较大的色散，本文在计算过程中对材料折射率按变化5%的间隔划分光波波段，在各个波段内分别计算光子晶体的反射率，再叠加得到整个可见近红外波长范围的T E和T M模反射率曲线，这样可有效保证计算结果的准确性。
2为25时， Si折射率随入射波长的变化曲线，其中n为实部， k为虚部。由于虚部在可见至近红外的波长范围内很小，可忽略不计。
3、4分别为光线垂直入射时，不同层数Pc1/ Pc2所对应的T E、TM模式反射率曲线。比较各图可得，当层数p 21时，反射率曲线已基本稳定。以下分析讨论均采用层数p为21.
3光线垂直入射时，不同层数Pc 1/ Pc2的T E偏振模式反射谱
4光线垂直入射时，不同层数Pc 1/ Pc2的TM偏振模式反射谱由3、4可知，光线垂直入射时， T E模的光子禁带范围出现在670 1 200 nm，而T M模则在750 1 200 nm区间出现光子禁带，重叠光子禁带在750 1 200 nm波长范围，此波长范围所对应的近红外入射光线可被完全反射。这意味着长波长光子能够零损耗的被重新反射回电池中，使其在电池体内的吸收路径得以延长，提高光电转换效率。该结构在波长为460 750 nm的可见光范围虽然没有重叠光子禁带，但反射率平均仍可达94% .在400 460 nm波长范围内没有T E和TM模的禁带，反射率则近乎为零。但由于目前太阳能电池对短波长范围的可见光线吸收较充分，反射器接收到的光线主要集中在长波长的近红外范围，因此该结构仍能实现较好的反射效率。
时高蓄电池PLATINE2-1000 2V1000AH
偏转入射光线至30( = 30)时的反射曲线如5所示。 TM模式在870 1 050 nm范围内没有禁带产生，反射率有一定降低，但在750 1 200 nm近红外波长范围内， TE、TM的总反射率仍可达到92% ，在400 750 nm可见光波段内，反射率平均也达到了90%，总体上仍能较好满足反射要求。
5光线入射角度为30时， Pc 1/ Pc2的反射率曲线6、7分别为入射光线偏转角度60和89时的反射率曲线，可以发现为60时， TE、T M的重叠禁带宽度进一步增大，对于400 1 200 nm波长范围内的入射光该结构的平均反射率为99%;偏转角度为89时反射率则达到了99. 4% ，几乎在整6光线入射角度为60时， Pc 1/ Pc2的反射率曲线
光线入射角度为89时， Pc 1 / Pc 2的反射率曲线个研究波长范围达到完全反射。
3结论
本文设计了一种可用于太阳能反射器的二维三角晶格圆柱晶胞光子晶体异质结结构，采用传输矩阵法对该结构在可见至近红外波长范围内的反射率进行了模拟计算，并比较了光线垂直入射与偏转角度分别为30、60、89时反射率的变化。发现在光线垂直入射时，该结构在750 1 200 nm波段具有T E和T M模重叠的光子禁带，对该波长范围所对应的近红外入射光可实现完全反射;在460 750 nm仍大范围存在T E和TM模的禁带，反射率平均可达94%.入射光线偏转30时，该结构对870 1 050 nm波段入射光的反射效率有所下降，但对近红外区间入射光的整体反射率仍可达到92% .继续增大偏转角度至60和89，则在可见光近红外波长的极大范围内，平均反射率均达到99%以上。因此本文所设计的二维光子晶体异质结不仅能够提供极大的全方位反射带，为制作覆盖整个可见光近红外波段的高效全方位反射器寻找到一种可行的途径，而且该结构制备工艺简单、容易实现，具有重要的参考价值。
应用于染料敏化太阳能电池的有机小分子凝胶剂主要包括糖类衍生物、氨基酸类化合物、酰氨(脲)类化合物、联(并)苯类化合物等。相对于高分子聚合物来说，小分子凝胶剂的分子量比较小，一般都在1000以下。小分子凝胶剂一般都含有酰胺键、羟基、胺基等极性基团或长脂肪链。在有机溶剂中，凝胶分子之间通过氢键，π-π键、静电引力、范德华力以及疏水性相互作用使液态电解质凝胶化。具体操作是先将小分子凝胶剂加入到液态电解质中，加热到一定温度使电解质保持液态，然后再趁热将其注入到两个电极之间，这样就能保证电解质与纳米TiO2薄膜之间的充分接触，等温度下降到室温后，液态电解质就会变成准固态。需要特别提到的是，用小分子凝胶剂凝胶液态电解质，凝胶化后电池的效率并不明显下降。
利用有机小分子凝胶剂固化液态电解质做出来的DSSC具有良好的光电性能。日本的Wataru Kubo等人**早开始将小分子凝胶剂用在准固态电解质的制备上，1998年，他们用氨基酸类化合物来凝胶液态电解质，制得的DSSC在100 mW/ cm 2的光强下光电转换效率超过3 %.2001年，他们用四种小分子凝胶剂固化液体电解质，其中液态电解质的组成为：016 mol/ L1 ，2 -二甲基- 3 -丙基咪唑碘、011 mol/ L I2、011 mol/ L LiI、1 mol/ L 4 -叔丁基吡啶，溶剂为3 -甲氧基丙腈。所使用的四种凝胶剂如1所示，做出来的DSSC性能见。由表1可以看出，电解质在凝固化后并没有降低各种性能。**种凝胶剂优化后得到的DSSC在100 mW/ cm2(AM115)光强下，短路电流密度J sc、开路电压Voc、光电转化效率η分别为1218 mA/ cm 2、0167V、5191 %.2004年，德国和瑞士的研究者们用山梨醇的衍生物固化液态电解质，也取得了很好的成果。他们使用的凝胶剂是双(3 ，4 -二甲基-二苯亚甲基山梨醇) ，英文缩写是DMDBS ，结构如所示。被固化的液态电解质组成为：016 mol/ L 1 ，2 -二甲基- 3 -丙基咪唑碘(DMPII)、011 mol/ L I 2、015 mol/ L N -甲基苯并咪唑，溶剂为甲氧基丙腈(MPN)。加入115 %(Wt %)凝胶剂即可使液体电解质固化，做出来的DSSC具有良好的光电性能，固化后电池的性能没有下降。在115 AM光强下J sc、Voc、FF、η分别为12145 mA/ cm 2、718 mV、0169、611 %.而且该电池还具有良好的热稳定性。
时高蓄电池PLATINE2-1000 2V1000AH
1用四种凝胶剂做出来的准固态DSSC的性能
electrolyte V oc / V J sc / mA cm - 2 FFη/ % liquid 0. 622 11. 0 0. 674 4. 66 gel 1 0. 625 10. 9 0. 658 4. 46 gel 2 0. 632 11. 1 0. 658 4. 62 gel 3 0. 640 11. 1 0. 634 4. 49 gel 4 0. 623 11. 2 0. 664 4. 67
2双(3 ，4 -二甲基-二苯亚甲基山梨醇)材料、化工使用有机小分子凝胶电解质做出来的DSSC的确具有很好的光电性能，但后来研究者发现这种准固态电解质并不是很稳定，随着时间的延长，电解质体系中的溶剂仍会挥发，于是人们开始将目光投向离子液体电解质。离子液体电解质不挥发，并且具有较大的温度稳定范围、较好的化学稳定性及较宽的电化学窗口。2003年， Kubo等人用中**种凝胶剂固化离子液体电解质，发现离子液体电解质在固化前后光电转化效率不变，在100mW/ cm 2(AM115)光强下得到Jsc、Voc、填充因子FF、η分别为1118 mA/ cm2、0164 V、0167、510 %的DSSC.
虽然使用小分子凝胶剂做出来的太阳能电池具有很高的效率，但小分子凝胶剂分子之间只是依靠比较弱的分子间力形成不稳定的物理交联。所以这种电解质往往机械性能很差，而且这种准固态电解质是热可逆性的，在比较高的温度下还会变成液态电解质。这样一来，电池的稳定性就会下降，寿命就会降低。
2聚合物凝胶电解质
聚合物是制备准固态电解质**常用的物质，一般来说，这类聚合物包括高分子聚合物和低分子聚合物，这两种聚合物各有优缺点。高分子聚合物形成的空间网络结构比较稳定，机械强度比较好;但同时电解质体系的粘度较大，导电性差，而且电解质与TiO2膜的亲和性不好，造成电解质与TiO2膜之间的阻抗升高。低聚物形成的准固态电解质虽然机械性能稍差，但这类电解质往往具有很高的电导率，做出来的电池具有较高的光电转化效率。用高分子聚合物来制备准固态电解质时通常还需要加入起交联或增塑作用的小分子。目前使用的高分子聚合物主要有聚氧化乙烯( PEO)、聚乙烯吡啶、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、偏氟乙烯和六氟丙稀的共聚物P(VDF - HFP)、聚环氧丙烷等。但是为了提高聚合物的导电性和机械性能，人们通常采用两种或多种高分子共聚的方法。聚合物本身是长链状结构，在准固态电解质中，聚合物链之间形成相互交联的三维网络结构，这种结构之间的支撑力是原子共价键，所以这种结构要比小分子凝胶剂形成的结构稳定得多，而且这种准固态电解质往往是热不可逆性的。
用聚合物来制备准固态电解质一般有两种方法：一是像使用小分子凝胶剂一样将聚合物加到液态电解质当中进行反应，产生交联，生成准固态电解质;二是先将聚合物成膜，然后再吸收液态电解质变成准固态电解质。
目前在DSSC领域，各国的研究者们竞相把高分子聚合物用在准固态电解质上。起初，研究者们虽然在高分子聚合物中加入了一些增塑类的小分子，但电池的效率始终上不去，究其原因，是因为在这种电解质中导电离子的迁移不是像在液态电解质中通过自由空间(free volume)传输，而是借助于导电离子与高分子链上的一些原子发生路易斯酸-碱作用或高分子链的运动进行的，具有这种导电方式的电解质电导率低，不能满足实际需要。因此在后来的研究中，研究者们普遍采用共聚的方法或使用低分子聚合物做凝胶剂，这样就能在准固态电解质体系中增加更多的自由空间，从而使电解质的电导率得到提高。
时高蓄电池PLATINE2-1000 2V1000AH
在国外，日本的Sakaguchi将高分子聚合物同小分子交联剂结合，在不增加聚合物用量的情况下可以达到很好的凝胶效果。2004年，韩国的Dong2Won Kim等人先将丙烯腈(AN)和丙烯酸甲脂(MMA)共聚成膜，然后浸泡在液态电解质当中，**后做出来的DSSC在100 mW/ cm 2光强下Jsc、Voc、η分别为6127 mA cm - 2、0172 V、214 %.
2003年，日本的Ryoichi Komiya等将一种低聚物用在准固态电解质中，这种聚合物的结构如所示。
制作这种DSSC时，先在吸附染料后的电极上形成一层聚合物膜，然后将电极和膜一起浸泡在液态电解质中。用这种聚合物制得的DSSC在100 mW/ cm2光强下Jsc、Voc、FF分别为1418 mA/ cm 2、0178V、0170 ，光电转换效率高达811 %.
时高蓄电池PLATINE2-1000 2V1000AH
