I/UCRC Phase II at Colorado State University: Center for Next Generation Photovoltaics

科罗拉多州立大学 I/UCRC 二期:下一代光伏中心

基本信息

  • 批准号:
    1821526
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-07-01 至 2021-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Energy sustainability represents one of the grand challenges facing modern society, and solar power provides an important source of renewable energy. Photovoltaics (PV), or solar cells, are solid-state semiconductor-based devices that converts sunlight directly to electricity and do not generate pollution, emissions, or greenhouse gases during operation. The IUCRC for Next Generation Photovoltaics (NGPV or the Center) is one of the world's leading PV research consortia. The NGPV promotes science and advances prosperity and welfare through the Center's successful, ongoing research and education programs. These programs are focused on bringing down PV system cost, increasing PV system efficiency, and enabling widespread the use of PV electricity. The Center's research vision is to make PV electricity a major source of energy. There are currently three research sites in the Center: Colorado State University (CSU), The University of Texas at Austin (UT Austin), and Texas A&M University (TAMU).The CSU site of NGPV is focused on reducing the cost of solar energy through advancing thin film PV device performance, performing state-of-the-art materials characterization, streamlining manufacturing and improving module reliability. The PV-training approach at CSU is strongly team based: students from different disciplines including a significant number of women and veterans work closely with each other, with engineers from industry, and in many cases with students at other universities. Three key PV technologies, developed at CSU, have been translated to industry. A key goal of the CSU site is to continue to advance the state of the art by developing more sophisticated CdTe based device structures with higher efficiencies and improved understanding through advanced materials and electronic characterization. Recently, the CSU site demonstrated device efficiency of 19.2%, the highest efficiency demonstrated for polycrystalline CdTe materials by any academic or national laboratory worldwide. These advances have been demonstrated on pilot scale systems with a direct line of sight to industrial manufacturing. A key research thrust is to demonstrate still higher cell efficiencies, with 25% being a realistic near-term (3 year) goal and 30% the longer term goal. The unique co-sublimation technology developed at CSU will be utilized for the fabrication of the advanced device structures. In addition to improving device efficiencies, research focus at CSU has progressed to improve module efficiency, improve reliability and facilitate deployment. The efforts will lead to lower LCOE (levelized cost of electricity) and help facilitate the goal of 2-3 cents/kWhr. Overall, center has the potential to further increase the impact of the multi-billion-dollar U.S. PV industry that is growing rapidly and greatly expand the application of solar electricity.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
能源可持续性是现代社会面临的重大挑战之一,而太阳能是可再生能源的重要来源。光伏(PV)或太阳能电池是基于固态光伏的设备,其将太阳光直接转换为电力,并且在操作期间不产生污染、排放或温室气体。 IUCRC下一代光伏技术(NGPV或中心)是世界领先的光伏研究联盟之一。 NGPV通过该中心成功的、正在进行的研究和教育计划促进科学和繁荣与福利。这些计划的重点是降低光伏系统的成本,提高光伏系统的效率,并使光伏电力的广泛使用。该中心的研究愿景是使光伏发电成为一种主要的能源。该中心目前有三个研究中心:科罗拉多州立大学(CSU)、德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)和德克萨斯农工大学(TAMU)。NGPV的CSU研究中心致力于通过提高薄膜光伏器件性能、进行最先进的材料表征、简化制造和提高模块可靠性来降低太阳能成本。 CSU的PV培训方法是基于团队的:来自不同学科的学生,包括大量的女性和退伍军人,与来自行业的工程师密切合作,在许多情况下与其他大学的学生合作。CSU开发的三项关键光伏技术已被转化为工业。 CSU网站的一个关键目标是通过开发更复杂的CdTe基器件结构,通过先进的材料和电子表征,提高效率和理解,继续推进最先进的技术水平。 最近,科罗拉多州立大学的研究中心展示了19.2%的器件效率,这是全球任何学术或国家实验室所展示的多晶CdTe材料的最高效率。这些进步已经在中试规模系统上得到了证明,直接瞄准了工业制造。一个关键的研究重点是展示更高的电池效率,25%是一个现实的近期(3年)目标,30%是长期目标。CSU开发的独特的共升华技术将用于制造先进的器件结构。除了提高设备效率外,CSU的研究重点还在提高模块效率、提高可靠性和促进部署方面取得了进展。这些努力将导致降低LCOE(平准化电力成本),并有助于实现2-3美分/千瓦时的目标。总的来说,该中心有潜力进一步提高数十亿美元的美国光伏产业的影响力,该产业正在迅速增长,并大大扩大了太阳能发电的应用。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sputtered Aluminum Oxide and p + Amorphous Silicon Back-Contact for Improved Hole Extraction in Polycrystalline CdSe x Te 1-x and CdTe Photovoltaics
溅射氧化铝和 p 非晶硅背接触可改善多晶 CdSe x Te 1-x 和 CdTe 光伏器件中的空穴提取
  • DOI:
    10.1109/pvsc40753.2019.8980466
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Danielson, Adam;Abbas, Ali;Walls, John M.;Holman, Zachary;Sampath, Walajabad;Munshi, Amit;Onno, Arthur;Weigand, William;Kindvall, Anna;Reich, Carey
  • 通讯作者:
    Reich, Carey
MOCVD Deposition of Group V Doped CdTe in Sublimated CdTe and CdSeTe Devices
升华 CdTe 和 CdSeTe 器件中 V 族掺杂 CdTe 的 MOCVD 沉积
  • DOI:
    10.1109/pvsc.2018.8547722
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Danielson, Adam;Munshi, Amit;Swanson, Drew;Drayton, Jennifer;Kartopu, Giray;Barth, Kurt;Irvine, Stuart;Sampath, Walajabad
  • 通讯作者:
    Sampath, Walajabad
Thin-film CdTe photovoltaics – The technology for utility scale sustainable energy generation
  • DOI:
    10.1016/j.solener.2018.07.090
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    A. Munshi;Nikhil Sasidharan;Subin Pinkayan;K. Barth;W. Sampath;W. Ongsakul
  • 通讯作者:
    A. Munshi;Nikhil Sasidharan;Subin Pinkayan;K. Barth;W. Sampath;W. Ongsakul
Atomistic modeling of energy band alignment in CdTe(1 0 0) and CdTe(1 1 1) surfaces
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2020.146832
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    A. Nicholson;U. Martinez;Akash Shah;A. Thiyagarajan;W. Sampath
  • 通讯作者:
    A. Nicholson;U. Martinez;Akash Shah;A. Thiyagarajan;W. Sampath
Copper-Doped Zinc Telluride Thin-Films as a Back Contact for Cadmium Telluride Photovoltaics
铜掺杂碲化锌薄膜作为碲化镉光伏背接触
  • DOI:
    10.1109/pvsc.2018.8548102
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kindvall, Anna;Munshi, Amit;Shimpi, Tushar;Danielson, Adam;Sampath, Walajabad S.
  • 通讯作者:
    Sampath, Walajabad S.
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
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