CIGS
Mo 0.5-1 Glaµsms, Metal Foil, Plastics
实验室层面上的CIGS在主流薄膜太阳电池中效率最高！
2、铜铟镓硒太阳能电池（CIGS )
…关键问题是CIGS的低成本制造…
Chemistry World
First sales for 'world's cheapest solar
➢ 实现了甲烷、酒精燃料中的小功率放 电
➢ 国内首家实现大功率平板型中温 SOFC发电
➢ 2kW级中温SOFC已经通过了科技部 的验收，是目前我国研制的最大供率 的SOFC
➢ 大面积阳极支撑复合膜实现小批量生 产，进一步缩短了我国与世界水平的 差距
国家“十五”863重点支持项目 “十一五”863目标导向性立项支持
1、染料敏化太阳能电池
研究进展
利用我所研制的纳米晶二氧化钛溶胶，成功开发出可丝网印刷的纳米 晶二氧化钛Paste，其成本只有商业化产品的1/15
TiO2 Sol
TiO2 Paste
公司 Dyesol (澳大利亚) Solaronix (瑞士)
自制
Price: RMB /1kg ￥52,650 ￥ 81,795 ￥3,521
3、CIGS薄膜的低成本、规模化制备是目前国际上的竞争焦点！
2、铜铟镓硒太阳能电池（CIGS )
研究进展
发明了液相法制备CIGS新技术：计量比可 控、退火温度低、工艺简单、低成本、易 规模化。
柔性太阳电池开路电压565mV，短路电流 31.92mA/cm2，能量转换效率达 11.59 ％
Cu+ In3+ Ga3+ Sen2-
cells'
‘Efficient CIGS solar cells have
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5、平板型中温固体氧化物燃料电池（SOFC）
5kW级电池堆测试平台
多次运行了含数片电池的小堆和含60片电池的大堆
6、LED衬底用高性能晶体材料
研究背景
第三代半导体材料氮化镓 基LED，由于节能、长寿命、 体积小、免维护、环保,替代 白炽灯，在显示、照明、探 测等方面显示出广阔前景。 2003年7月，我国正式启 动了“国家半导体照明工程 ”。 2004年4月，“上海半导 体照明工程产业化基地”挂 牌，成为我国六大产业基地 之一。
1、染料敏化太阳能电池
研究背景
累计安装太阳能 容量(兆瓦)
ROW: 其他地 区
实际趋势 预期趋势
由于硅材料的短缺,20012008年，电池模块价格一直保持 坚挺。用户对低成本太阳能电池 的强烈期望，加上单晶、多晶硅 电池材料高成本制造过程，让新 型太阳能电池成了大势所趋。随 着新型薄膜电池的普及, 太阳能电 池价格将会大幅下降。
4、热电转换材料
研究内容
源头创新
高性能热电转换材料
重点攻关 器件设计与集成技术
应用牵引 热电发电应用系统的研发
➢晶界与纳米结构优化 ➢纳米结构高温稳定性 ➢材料性能服役稳定性
➢器件结构优化 ➢电极焊接新技术 ➢器件服役稳定性 ➢器件评价技术
特种电源 热电发电器
汽车尾气 余热发电系统
5、平板型中温固体氧化物燃料电池（SOFC）
4、热电转换材料
研究背景
V
S= V / T
TC
TH
Th
利用温差发电
GALILEO
热电半导体材料
Tc
4、热电转换材料
应用领域
冷却元件，高精度温控 特殊空调、环保型冰箱、汽车座椅 冷却系统等。
特殊电源，绿色能源 空间电源、输气管阴极保护 利用废热 · 余热发电等。
汽车空调，尤其是 盛夏汽车起步初期 驾驶室的致冷。
封装电池的制作
Current density (mA/cm2)
24
22
20
18
16 Jsc 21.7 [mA/cm2]
14 Voc 0.731 [V]
12 FF 69.34 [%]
10 8
Eff.
11.02 [%]
6 Area 0.198 [cm2]
4 Temp. 25 [oC]
2
0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
6个院、地、部 级实验室
国际合作
已与以下多家国际知名大公司、大学和研究所建立了 良好的长期合作关系：
索尼公司
联合实验室
三星公司
纳米结构电致变色显示器件
通用电气
闪烁晶体应用研究
欧洲核子中心
电磁量能器用钨酸铅晶体
美国康宁公司
热电材料及其器件合作研究
德国马普协会
中德青年伙伴小组
日本国立材料科学研究所
合作关系
国内合作
在经济发达地区，与企业建立了战略合作：
上海电气集团
燃汽轮机热障涂层
上海市电力公司 储能电池
上海汽车工业总公司 热电材料
上海建材集团
新材料
中海油
石油勘探装备关键材料
大连金玛科技产业 装甲材料
韵升集团
光纤连接器
苏州创元集团
DPF蜂窝陶瓷及SG磨料
浙江达峰汽车
金属载体催化净化器
高淳陶瓷股份有限公司 堇青石蜂窝陶瓷
UV & visible light (200～800nm)
Solar cell (T < 80C)
Heat collector
cooling
Thermoelectric generator (T >500 C)
PV/TE 复合发电概念为提高太阳能综合利用率提供了一种新的可 能，在国际上开始获得高度关注和重视。
在读研究生人数：350人
（博士180人，硕士170人）
成果与奖励
专利数:426项 （2008年居中国科研机构第七位） 获奖数:810项 （其中国家级奖励45项） 论文数:中国科研机构前十名
增长60.2%
国内研究所论文排名
SCI /EI论文统计数据
SCIE EI
国际被引次数
2008Y
2007Y
Voltage (V)
电极：纳米晶TiO2 ，25mm 染料：钌基黑染料 电解质： DMPII/I2, MeAN
4.8 X16.7 cm 测试条件：AM 1.5，100 mW/cm2
2、铜铟镓硒太阳能电池（CIGS )
研究背景
ZnO, TCO 250 nm CdS 70 nm
CIGS 1-2.5 µm
汽车尾气发电:
目前热电发电可回收汽油 6～8％ 可节约汽油～500万吨/年（2005年数据）
100% 燃油
4、热电转换材料 太阳能全光谱热电-光电复合发电技术
Wavelengt
h
IR (800～3000nm)
segregator
Fresnel lens
Sunlight collector
Reflection lens
……
1. 染料敏化太阳能电池 2. 薄膜太阳能电池用AZO透明导电玻璃 3. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池 4. 热电材料 5. 中温平板型固体氧化物燃料电池 6. LED衬底用高性能晶体材料 7. 新型可见光激发的高效光催化材料 8. 智能节能玻璃镀膜 9. TiO2防污涂料 10.高透过率PET导电膜 11.尾气处理用介孔纳米催化剂材料 12.人工关节
中国科学院上海硅酸盐研究所
汇报纲要
所情概述 项目介绍
中国科学院上海硅酸盐研究 所是中国科学院内唯一一所以无 机非金属材料的基础研究为先导、 高技术创新和应用发展研究为主 体的综合性研究机构。
紧密围绕国家科技中长期发展规划、中科院创新计划 以及上海市中长期发展规划，以市场需求为牵引，努力在 人工晶体、高性能结构与功能陶瓷、特种玻璃、无机涂层、 生物环境材料、能源材料、复合材料及先进无机材料性能 检测与表征等领域为我国国防和经济发展提供支撑。
建立了染料(N719)合成和纯化工艺，成本为商业化产品的1/2亚) Solaronix (瑞士)
自制
Price: RMB /1g ￥7,190 ￥ 9,908 ￥406
1、染料敏化太阳能电池
利用自己开发的纳米晶氧化钛Paste，效 率达到11.02%
DMF混合溶剂
溶 解
Cu, In, Ga, Se溶胶
旋 涂
CuIn1-xGaxSe2前驱膜 多
层
退
膜
火
CuIn1-xGaxSe2薄膜
中国专利
3、薄膜太阳能电池用AZO透明导电玻璃
研究背景
第一代 晶硅电池
化合物半导体类薄膜电池
第二代
第三代
关键材料制备 技术