太阳能光伏/光热化学利用系统

本文研究了一种基于光谱分频的太阳能光伏/光热化学耦合利用系统。在该系统中,全光谱的太阳能按照波长不同被区分利用。适合光伏电池利用的太阳能被分配给光伏电池进行光伏转换,其它波段的太阳能则转化为热能驱动甲醇裂解反应产生合成气。实验结果表明在太阳辐照强度为712.8 W/㎡,甲醇流量为2.7 kg/h时,系统效率达到31.18%。系统实现了低品位的太阳能向高品位的电能和化学能的转换,为研究太阳能的全光谱高效利用提供了新的思路。     

准分子激光拉曼种子源

对准分子激光拉曼种子源进行了深入研究。采用波导型拉曼地增强拉曼转换，并在氢气中掺入一定比分的氦气来控制向各阶斯托克斯光的能量转换。当无掺杂时，获得一阶斯托克斯光的最大转换效率η＿（ｍａｘ）＝３７％。当在氢气中掺入氦气比分为５％时，在泵浦能量范围５０～８０ｍＪ内获得一阶高转换效率（η＇≥９５％η＿（ｍａｘ）），二阶及高阶斯托克斯光的转换受到抑制。对实验结果进行了理论分析。     

纳米材料和技术在可再生能源方面的应用

纳米光子学,产生于纳米技术和光子学的交界处,处理光和物质在纳米尺度的相互作用,可以被用来产生新的效果和发展纳米尺度的器件。世界在迎接未来能源需求方面正面临巨大挑战。纳米光子学为太阳能转换提供了新的进展。在太阳能转换领域,我们正加速开展新的基于纳米光子学让太阳光子在整个光谱范围从紫外到红外有效率地被吸收和转换,并且有效率地转换为电能方面的研究（比如直接或者电化学的转换）。纳米技术也为热电和能量储存方面的研究提供了新的途径,我们正追求把它们和太阳能获取整合在一起从而提供广泛的能源解决方案。     

TiO2／CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙实验

半导体光催化技术利用太阳能在室温下将有机污染物氧化成H2O，CO2或无机离子等，无二次污染，具有传统的高温、常规催化技术及吸附技术无法比拟的优势。目前，存在3个关键的技术难题制约着TiO2光催化剂大规模的工业应用：（1）量子效率低；（2）太阳能利用率低；（3）保持高活性并将其均匀负载比较困难。因此，研究者在TiO2改性方面做了大量的研究工作。     

超短激光脉冲二倍频理论分析

采用快速傅里叶变换（FFT）算法和Rung-Kutta法对KDP晶体中超短激光脉冲二倍频过程作了研究。详细讨论了群速度失配、群速度色散和三阶非线性相位调制效应对倍频光脉冲波形、光谱及转换效率的影响。研究结果表明：在超短激光脉冲二倍频中，三阶非线性相位调制效应可使二倍频光脉冲形状发生畸变，光谱明显展宽且转换效率降低；当入射基频光功率密度大于100GW/cm2时，三阶非线性效应是影响倍频过程的主要因素。     

输出功率大于13W的二极管抽运钒酸盐激光器

输出功率大于１３Ｗ的二极管抽运钒酸盐激光器光谱物理激光器公司（ＳＰＬ）的工程师们研制出了光学转换效率为５３％的二极管棒抽运Ｎｄ：ＹＶＯ。激光器，这种激光器可产生１３．ＳＷ的ＴＥＭ。。输出功率。据ＳＰＬ的先进Ｒｈｏ经理Ｂｉｌ！Ｎｉ＠ａｎ声称，输出功率大...     

光学与太阳能

开发资源丰富、可再生,清洁的新能源是全球一项紧迫的战略任务.在概述现有能源技术的基础上,从光学和光学技术角度重点对太阳能的直接利用、太阳能电池以及太阳能分解水制氰进行了分析.指出了利用简单有效的太阳能跟踪聚焦系统,以及耐热、低损耗、低成本和宽光谱传输的空芯塑料光纤,可以加大对太阳能的直接利用和普及推广;在太阳能电池方面,应重点研究和发展各种薄膜太阳能电池,采用对可见、紫外和红外光谱吸收的、具有不同带隙的复合材料和采用多结器件,以进一步提高电池的转换效率和降低成本;在太阳能分解水制氢方面,应该把直射到地球表面的、从紫外-可见-红外的宽太阳光谱,利用空腔辐射器作一个变换,转换成绝大部分位于水分子有强烈吸收带的红外区.同时利用催化剂(敏化剂),对水进行红外光催化分解反应,或者利用红外多光子离解这有可能取得工业化规模制氢的突破.     

二甲基亚砜添加剂对聚合物太阳能电池性能的影响

研究了二甲基亚砜(DMSO)掺杂浓度对基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和(6,6)-苯基碳60丁酸甲酯(PCBM)为有源层的聚合物太阳能电池性能影响。结果表明,掺杂DMSO可以提高聚合物太阳能电池短路电流密度和填充因子。DMSO掺杂质量比为3%时,电池短路电流密度提高到7.88 mA·cm-2,填充因子为55.5%。能量转换效率达到2.54％,相比没有掺杂DMSO的电池,能量转换效率提高了17%。傅里叶变换红外光谱被用于鉴定和分析掺杂DMSO对材料P3HT∶PCBM化学性质的影响。傅里叶变换红外光谱表明,掺杂后P3HT和PCBM的化学性质都没有改变。为分析掺杂DMSO改善器件能量转换效率的原因,通过紫外-可见光谱和电流密度-电压特性曲线分别表征器件的光吸收能力以及电致发光器件的载流子迁移率。与P3HT∶PCBM薄膜相比,P3HT∶PCBM∶DMSO薄膜在可见光范围内的吸收峰有明显红移且吸收强度增强。可见光吸收的改善是实现短路电流密度提高的有力保障。太阳能电池性能的增强是因为DMSO的掺杂提高了P3HT∶PCBM的载流子迁移率和吸收光谱宽度。     

激光二极管泵浦Nd：YVO4／LBO腔内倍频瓦级连续波绿光激光器

报道一种激光二极管端面泵浦ＮｄＹＶＯ４晶体、ＬＢＯ腔内倍频的全固态瓦级连续波（ＣＷ）绿光激光器。对ＬＢＯ采用Ｉ类非临界相位匹配（ＮＣＰＭ）、温度调谐，当泵光功率为５．５Ｗ时，获得了１．２ＷＴＥＭ００模５３２ｎｍ连续波绿光输出，光－光转换效率达２２％，电－光转换效率达３％。     

硅BC8量子点太阳能电池中的多重激子效应

多重激子效应是指在纳米半导体晶体中,量子点吸收一个高能光子而产生多个电子-空穴对的过程,该效应可以提高单结太阳电池能量转换效率。利用碰撞电离机制和费米统计模型计算了工作温度300 K的单结硅BC8量子点太阳能电池在AM1.5G太阳光谱下的能量转换效率。对于波长在280~580 nm的入射光,多重激子效应可以大幅增强硅BC8量子点直径d>5.0 nm的量子点太阳电池的能量转换效率。硅纳米量子点的直径d=6.3~6.4 nm时,最大能量转换效率为51.6%。     

基于柔性基底异质结有机薄膜的光伏器件

研究了基于柔性基板的有机薄膜太阳能电池,实验以聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐作为阳极修饰层,1,4-亚苯基亚乙烯基（MEH-PPV）材料作为给体层以及富勒烯（C60）材料作为受体层制备异质结柔性有机太阳能电池。实验结果表明:增加阳极修饰层,虽然会阻挡光的吸收,但是可以大幅度地提高短路电流、开路电压、填充因子和能量转换效率4个参数。并发现MEH-PPV受体层的厚度对有机太阳能电池的性能有较大影响,当受体层厚度为90 nm时能量转换效率达到最大,为1.29%。     

激发源光谱宽度对其辐射通量转换效率的影响

为了进一步提高固态照明中荧光转换光源(PC-LED)的白光发射效率,探寻激发源与荧光粉搭配对合成白光辐射通量转换效率之间的关系。以YAG荧光粉为对象,搭配不同光谱宽度的激发源,采用光谱计算方法研究了合成白光光源中激发源光谱宽度对其辐射通量转换效率的影响,计算结果通过实验进行了验证。结果表明:当光谱宽度较小时,转换效率随光谱宽度的增加而缓慢降低;当光谱宽度大于18 nm时,转换效率急剧下降。每种荧光粉都有其理想激发源光谱宽度范围,在此范围内激发源辐射通量转换效率高且受其光谱宽度影响较弱。     

叠层荧光集光太阳能光伏器件的性能模拟和优化

荧光集光太阳能光伏器件可以减少太阳能电池的用量,有效降低光伏发电的成本.相对于单层荧光 集光太阳能光伏器件,叠层荧光集光太阳能光伏器件能分波段充分利用太阳光谱,提高荧光集光太阳能光伏 器件的效率,进一步降低光伏发电的成本.但是,叠层荧光集光太阳能光伏器件涉及较多的参量,难以通过实验 优化.本文分析了从单层到叠层荧光集光太阳能光伏器件的全部物理过程,建立了数学模型,并相应编制了 计算机模拟软件.运用上述软件,系统研究了器件尺寸、太阳能电池的带隙对光电转换效率的影响.     

预脉冲灯泵钛宝石可调谐激光器

利用预脉冲技术,可减小氙灯放电初始阻抗,使主放电电流脉冲前沿变陡,脉冲包络变窄,峰值变高,泵浦能量集中,有利于灯泵钛宝石激光输出。试验证明,在低能量（４７Ｊ）注入时,电光转换效率提高１８％,输出９５０ｍＪ;在高能量（１１６Ｊ）注入时,效率提高５％,输出能量１８１０ｍＪ。该激光器可调谐范围为６９５～９４０ｎｍ。     

Jungfraujoch高空站对高分辨率太阳能及大气光谱的研究

Ｊｕｎｇｆｒａｕｊｏｃｈ高空站对高分辨率太阳能及大气光谱的研究自１９５８年以来，ｕ哈ｅ（趾１一ｕｍ）大学一直往瑞士的阿尔卑斯山海拔％８０ｍ高度的Ｊ。ｉｎｇｆｒａｕｊｏｃｌｌ国际科学站保留着一个实验。这个装着两台高性能博里叶变换光谱仪的实验室一Ｂ致力于...     

瞬态光谱量子分析及其测量

介绍了新近研制的瞬态光谱测量仪，详细分析了瞬态光谱测量中的量子转换过程，进而表述出瞬态光谱信噪比表达式、图像参数和光电转换量子效率、光电成像有效积分时间和CCD光敏面的作用，最后给出了在此理论指导下的实测光谱曲线。     

全息太阳能集光器

研究了全息太阳能集光器的机理 ,指出使用全息太阳能集光器 ,可大大提高太阳能热水器的光热转换效率。     

大功率高效率掺铒超荧光光纤光源及其应用

采用光纤反射环镜和双程后向结构,得到了最大输出功率30.6 mW、光光转换效率42.0%的大功率、高效率全光纤掺铒超荧光光源（SFS）.利用串接光纤光栅（FBG）和光纤型F-P腔,对其进行光谱分割,得到了稳定的多波长输出.实验结果和探讨对光谱分割多波长光源的研制具有指导意义.     

太阳能选择性吸收涂层高温光谱吸收率的测量方法

太阳能热发电是高效利用太阳能资源的有效途径之一,对缓解能源危机和环境污染具有重要的推动作用和深远的社会意义。选择性吸收涂层是太阳能真空集热管的重要组成部分,是决定太阳能与热能转换效率的关键因素。针对高温状态下太阳能选择性吸收涂层光学性能的表征问题,提出一种适用于高温金属-陶瓷选择性吸收涂层太阳光谱吸收率的测量方法。基于双探测器的傅里叶光谱仪和具有涂层加热功能的积分球,研制了能够防止高温氧化并模拟涂层工作温度的高真空测量装置,实现0.3～2.5 μm、室温-700 ℃太阳光谱吸收率的测量。选取磁控溅射制备的Mo-SiO₂选择性吸收涂层作为测量样品,该样品具有双吸收层的多层膜结构。对涂层样品不同温度下的太阳光谱吸收率进行了测量实验,室温测量值与理论计算值进行了对比分析,结果表明具有较好的一致性,最大偏差仅为2.9%,验证了涂层太阳光谱吸收率测量方法的可行性。高温光谱吸收率测量对涂层参数设计的优化及吸收性能的提高具有重要的指导意义及推动作用。     

基底温度对喷涂技术制备大面积有机太阳能电池性能的影响

以聚3-己基噻吩（P3HT）和富勒烯衍生物（PCBM）体系的有机太阳能电池器件为基础,采用喷涂法制备了有机太阳能电池的空穴传输层和有机功能层,研究了基底温度对薄膜的形貌和器件性能的影响,并采用喷涂技术制备了一面积为11.2 cm²的大面积有机太阳能电池器件。研究发现,随着基底温度的升高,薄膜的粗糙度下降,吸收率提高,当基底温度为130 ℃时器件的性能最优,面积为25 mm²的器件的能量转换效率为2.09%。将多个独立的小面积电池进行串联和并联,制备了有效面积为11.2 cm²的大面积有机太阳能电池组件,其能量转换效率为1.83%,在面积增大44.8倍的情况下,效率仅损失不到13%。