全省物理创新设计 竞赛（2014 年度）初赛内容：初赛内容：项目名称：荧光材料与太阳能电池的结合利用 参赛队员：张明伟、王家祥、丁益、张诚、晋波 指导老师：陈义成、陈新启 参赛院系：电子信息工程项目类别：热能的利用热能的利用 作品要求： 1）突出作品设计的物理思想和原理； 2）作品设计的科学性、方法与技术上的创新性； 3）操作简易、性价比高、有实用价值、易于推广。主要评判依据： 1）作品的设计理念所体现的物理思想和原理的运用； 2）特色鲜明（设计巧妙、新颖、独特，方法和技术上具有创新性，具有艺术观 赏性） ； 3）科学性、实效性（检测效果、防护作用） 、实用性（操作简易、性价比高、 能解决实际问题、便于推广） 。我组竞赛方案名称我组竞赛方案名称荧光材料与太阳能电池荧光材料与太阳能电池的结合利用的结合利用项目实现构思：项目实现构思：由于经济全球化的影响，随着人类消费水平的不断升高，能源问题成为当 今各国都不断关注的问题之一，而如何开发高效、清洁、可持续、绿色环保的 能源更是科技研究与发展的一个热点之一。 我们知道：光能便是一种取之不尽用之不竭且绿色环保的一种能源。就目 前来说，关于利用光能的产品有很多，但大多数的能源利用效率都比较低，那 我们能否开发一种光能利用率比较高的一种产品呢？ 于是我们联想到了能否将某些荧光材料与太阳能结合，从而从而能够 更好的利用太阳能效率？基础优势： 1.太阳能电池易受天气等环境影响，而此新型产品能够在阴雨天中储蓄电 能； 2.由于荧光材料的影响，延长太阳能电池板的光能吸收时间； 3.能捕捉流动光，提高太阳电池板的利用效率。项目实现方案：项目实现方案： 理论基础理论基础：将荧光材料、光波导技术与太阳能电池进行集成,构造具有等效高倍聚光的荧光光波导集光太阳能电池。荧光材料涂覆或分散于透明介质中构成荧光光波导,太阳能电池粘贴于荧光光波导侧面。荧光材料吸收太阳辐射,所发射的荧光大部分被光波导收集,并向侧面传输进入面积很小的太阳能电池转换成电能输出。通过大幅度减少太阳能电池的用量,达到降低光伏发电成本的目的。将荧光染料(Lumogen Red 305 和 Yellow 083)均匀分散在聚合物(PMMA)中,采用玻璃夹胶工艺,制作了 156156mm2 的荧光光波导,然后将商用单晶硅太阳能电池粘接于荧光光波导的四个侧面。在太阳光照射下(光强小于 100mW/cm2),能量转换效率约为 2%。同时,研究了不同种类的荧光材料(如荧光染料、量子点材料、稀土有机化合物等)在荧光光波导集光太阳能电池中的应用。另外,模拟了荧光材料吸收波段/发射波长,传输损耗等对荧光光波导集光太阳能电池效率的影响。（对于相应的器材与费用正在整理中，暂未标明）研究将分为三个阶段：第一阶段：关注于荧光材料的研究：（初步）1.解决或降低荧光材料附与太阳电池板的光的折射、色散的损耗的研究；2.探究不同荧光材料对太阳能电池的结合效率。第二阶段：用于太阳能电池电池板的改善研究：（高级）1.了解太阳能工作原理，并做出一些改善和适应措施。第三阶段：荧光材料与电池二者的结合研究：（最终理想化方案）1.待技术及设备成熟，将荧光材料进步改进，将其融入太阳能电池方案；2.根据相应场合和条件，做出相应。2014.4.26张明伟通信工程