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新研究提升太阳能电池转换效率

 

新研究提升太阳能电池转换效率
 

 

本报讯(记者刘晓倩)兰州大学教授彭尚龙团队采用新型电荷选择性材料改性、光吸收改善、硅纳米陷光结构的构筑、硅表面钝化和硅/金属界面接触电阻降低等策略,提升了太阳能电池转换效率,同时,降低了成本。该成果日前发表于《纳米能源》。

传统的硅基太阳能电池由于制备流程复杂、硬件设备投资高,使得电池成本高,限制了大规模的应用。用新型电荷选择性材料与晶硅基片形成非掺杂的异质结太阳能电池,可避免掺杂所需要的高温工艺,但这类材料本身空穴迁移率低、硅接触面性能差,以及存在硅/金属电极接触电阻高等问题,限制了电池转换效率的提高。

针对这些问题,研究人员通过将还原氧化石墨烯引入新型电荷选择性材料薄膜中,使导电性提高、电池材料光吸收增强。通过电池结构的设计、选用氧化锌作为电子选择性材料等技术改进,使得太阳能电池转换效率超过15%。

相关研究成果对传统硅基太阳能电池降低成本提供了新思路,为其将来大范围推广提供了可能。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.10.010

《中国科学报》 (2018-10-25 第1版 要闻)
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俄新型核动力破冰船反应堆性能显著提升
 

 

新华社电 俄罗斯“核电机器制造”公司日前介绍了其研制的新型核动力破冰船反应堆,其服役期、热功率等多项指标显著优于“前辈”破冰船反应堆。

据公司网站发布的新闻公报,由该公司为俄新型核动力破冰船“乌拉尔”号研制的首个RITM-200型反应堆已于日前出厂并被运往造船厂。该反应堆的整体外观是一个有金属外壳的圆柱体,高7.3米、直径3.3米,重约147.5吨;其安全保护外壳由钢和混凝土制成,壳内含有冷却水。

依据设计,“乌拉尔”号有两个核动力反应堆,其第二个反应堆的制造已进入收尾和测试阶段。

公报显示,单个RITM-200型反应堆的热功率为175兆瓦,服役期为36年,可连续工作近3年。这种反应堆的特点是内部结构采用新布局方案,各部件配置得更加紧凑,使该反应堆可安装到核电机组的大型蒸汽发生器内部。

与俄现役10580型破冰船的KLT型反应堆相比,新反应堆有重量轻、内部配置紧凑、热功率提升、连续工作时间更长、主要设备的服役期更长等特点。因此,配备这种新型反应堆的破冰船有望在速度和破冰能力方面表现更优,且反应堆能承受更大幅度的船身摇摆。

“乌拉尔”号属于22220型LK-60YA级破冰船,俄仅有3艘该级别破冰船。其余两艘“北极”号和“西伯利亚”号分别于2016年、2017年下水,目前正处于舾装测试阶段。于2016年开建的“乌拉尔”号预计明年5月下水。

上述3艘破冰船均为俄核动力船舶公司效力,用于北极航道运输和考察。这3艘船均长约173米,宽34米,排水量3.35万吨,可破除3米厚冰层。(栾海)

《中国科学报》 (2018-10-09 第2版 国际)
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我国将开展未来核燃料辐照性能考核

 

我国将开展未来核燃料辐照性能考核
 

 

科技日报绵阳10月7日电 (何佳恒 周韦 记者盛利)记者7日从中物院核物理与化学研究所获悉,该所将与中广核研究院合作,利用中国绵阳研究堆(CMRR)开展事故容错燃料(ATF)芯块和包壳的辐照考核与评价。这标志着中广核研究院牵头的ATF国家科技重大专项已在前期材料研制的基础上迈入辐照考核的重要阶段。

近年来,事故容错燃料正处在国际核燃料技术研发最前沿。自2015年我国启动相关研发后,中广核研究院ATF项目部牵头研制出新型核燃料芯块氧化铍增强型二氧化铀、大晶粒二氧化铀,及新型包壳材料铁铬铝合金、涂层锆合金和钼合金等,可提高燃料的热导率和裂变气体包容能力,并有效提高事故工况下包壳的失效时间、防止氢爆事件发生。这些材料也是未来高安全性和经济性核燃料及包壳的主要备选方案。

“辐照性能的优劣是关系到ATF材料能否实现工程应用的关键因素。”中物院核物理与化学研究所相关团队负责人表示,反应堆内服役环境极其恶劣,经受强中子辐照和冷却剂腐蚀后,材料性能会急剧下降,因此反应堆材料需经过中子辐照考核并满足性能要求后,才能开展工程应用。

为测试ATF材料的辐照性能,评价其相对传统核燃料系统的优势,并反馈优化制备技术,该所将与中广核研究院合作,利用中国绵阳研究堆开展ATF材料的辐照考核研究。

该负责人说,项目的主要技术难点在于ATF燃料小棒辐照装置的设计,同时,CMRR的高功率运行天数也是挑战之一。他表示,此前CMRR对这种新燃料小棒的辐照考核尚无先例,该项目还将进一步拓展CMRR在我国核能发展中的应用。

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我国首座大型SCO2压缩机实验平台建成投运
 

 

新华社石家庄10月7日电(记者刘桃熊)记者从中国科学院工程热物理研究所衡水基地了解到,新工质发电团队完成了我国首座大型超临界二氧化碳(SCO2)压缩机实验平台的建设工作,目前已完成设备调试,正在开展压缩机测试前的准备工作。

超临界二氧化碳透平发电是国际公认的具有革命性和颠覆性的新一代发电技术,压缩机是SCO2发电系统的“心脏”,国内众多单位开展了比较广泛的SCO2压缩机设计理论和计算机仿真研究,但因为没有合适的实验平台,一直无法进行实验验证,大大限制了我国SCO2压缩机研发的进度。

此番建成的实验平台是用于测试SCO2压缩机工作性能和开展SCO2流体压缩特性相关基础实验的通用平台,还可以用于开展高速转子测试、轴承测试和密封测试等实验,是目前我国唯一的兆瓦级SCO2压缩机实验平台,也是世界上规模最大、等级最高的同类实验平台。

该实验平台能在衡水基地建成投运得益于衡水高新区“中科院+”的创新发展模式,衡水高新区从2016年开始积极谋求与中科院所属多家院所的对接合作,投资28亿元建设以中科衡水科技成果转化中心为核心的衡水科技谷,目前已与中科院过程工程研究所、工程热物理所、地质与地球物理研究所、计算机网络信息中心、力学所、化学所、信息情报中心7个院所建立了战略合作关系。

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