太阳能

钙钛矿太阳能电池多年来因其轻便和高效而备受期待。然而，其对热和湿气的脆弱性限制了其实际部署。 此外，早期降解提高了成本并阻碍了投资，尤其是在炎热地区。因此，提高其稳定性变得与提高其性能同样紧迫。在这种情况下，西安交通大学的一个进展提出从源头上增强材料。 热量，性能的无声敌人 在制造过程中，钙钛矿需要热量来排列其晶体结构。然而，这一过程也促进了表面碘化物的流失。 结果，出现了微观空隙，削弱了电池并加速了其降解。随着时间的推移，这些缺陷降低了功率和使用寿命。 到目前为止，许多解决方案试图在之后修复损害，增加层数和额外的工业步骤。 太阳能电池。照片：Ecoinventos。 从一开始就起作用的分子密封 新的策略改变了这种逻辑。它不是纠正后续故障，而是在材料结晶时创建主动保护。 该方法使用一种名为2-Pyy的分子，富含氮并具有对钙钛矿铅的化学亲和力。它固定在表面并稳定其结构。 因此，分子密封防止碘化物流失并加强内部键，即使在高温下也是如此。 确认实际稳定性的结果 测试在85°C和60%湿度的极端条件下进行，模拟炎热气候和沿海地区。经过2,000小时，电池保留了98.6%的功率。 同时，达到了26.6%的效率，这是钙钛矿中记录的最高值之一。这种性能和耐久性的结合标志着一个转折点。此外，该过程使用可重复使用的玻璃板，减少了废物和工业成本。 规模化和能源转型 这一进展与串联模块的开发相契合，其中钙钛矿集成在传统硅上。这种组合可以更好地利用太阳光谱。 欧洲和亚洲已经在试验线上测试这些技术，更强的密封使其更容易进入大规模生产。现在的挑战是在大尺寸面板上复制这种方法。 如果这一阶段得以克服，钙钛矿可能不再是一个承诺，而成为一种日常解决方案。 钙钛矿太阳能。照片：社交网络。 它的好处是什么？ 耐久性的增加减少了频繁更换的需要，从而减少了材料和能源的消耗。这降低了太阳能技术的环境足迹。 此外，其低制造成本为资源有限的地区的项目提供了机会。学校、卫生中心和偏远社区可以更容易地获得清洁能源。 最后，更高效和耐用的面板可以在更小的空间内产生更多的电力，推动更可持续的城市并加速向可再生能源系统的过渡。

南澳大利亚，被认为是世界上最先进的可再生能源地区之一，再次创下历史记录。在圣诞节当天，屋顶太阳能发电远远超过了电力需求。 在这种情况下，电网在13:30记录了负需求，为-263兆瓦。这一现象发生在节日低消费和高太阳能产量的背景下。 因此，家庭产生的能源覆盖了117%的潜在需求。多余的电力迫使实时重新定义电力系统的运行。 记录的重复和巩固的趋势 第二天，这种情况再次发生。屋顶太阳能再次覆盖了110%的潜在需求，而电网的最低需求下降到-165兆瓦。 在这两个节假日期间，南澳大利亚记录了九个半小时的间隔，其中太阳能发电超过了100%的需求。此外，这一现象在一年中78个间隔中重复出现。 这样，该州巩固了一种趋势，反映了快速的清洁技术的采用在家庭规模上的情况。 与全国其他地区相比的独特电网 没有其他澳大利亚州呈现出类似的屋顶太阳能水平。因此，南澳大利亚目前是唯一经常经历负需求的电网。 维多利亚州显示了接下来的最低值，最低需求为1,287兆瓦。相比之下，塔斯马尼亚，由于电网较小，仅达到20%的太阳能贡献。 这种差异解释了为什么技术挑战集中在该国南部，那里能源转型正在以更快的速度推进。 作为后备的互联、天然气和电池 南澳大利亚可以通过与维多利亚州和新南威尔士州的互联来管理这些盈余。这些连接允许将多余的可再生能源出口到其他地区。 然而，系统需要保持至少一个天然气装置运行以确保电网的关键服务。此外，电池的战略角色也很重要。 在太阳能发电量最大的日子里，Neoen的Blyth电池被指示保持同步并吸收盈余，作为系统的后备。 太阳能及其多重益处 屋顶太阳能的进步直接减少了温室气体排放。每个负需求日意味着化石燃料减少运行。 此外，分布式发电增强了能源弹性并降低了家庭成本。从长远来看，这转化为更高的电力安全和更稳定的费率。 最后，南澳大利亚的模式表明，加速的转型是可能的。随着更多的互联和储能，到2027年实现100%可再生能源的道路越来越近。

首次，欧盟用太阳能和风能发电量超过了化石燃料。能源研究中心Ember的报告确认，尽管水力发电下降和天然气使用增加，2025年可再生能源在欧盟的电力生产中几乎占了一半。 风能和太阳能贡献了创纪录的30%的欧洲电力，仅比化石燃料高出一个百分点。 这一进展标志着向清洁能源过渡的转折点，尽管专家警告说，欧洲仍然过时的电网限制了进展的速度。 煤炭的退却 煤炭继续衰退：其发电量降至历史最低的9.2%。在19个欧盟国家，煤炭发电量已不到总量的5%。在过去十年中，煤炭的下降并未通过天然气或其他化石燃料的等量增加来补偿。 然而，由于水力发电效率下降（-12%），受降雨不足影响，2025年天然气发电量比2024年增加了8%。这使得欧洲电力行业的天然气进口账单上升到320亿欧元，比前一年增加了16%，并推高了21个成员国的批发价格。 国家间的差异 虽然在整个欧盟范围内，太阳能和风能超过了化石燃料，但这仅发生在27个成员国中的14个。首次，其中包括荷兰和克罗地亚。 相反，像爱沙尼亚、保加利亚、希腊、爱尔兰、斯洛文尼亚、拉脱维亚、罗马尼亚、斯洛伐克、意大利、捷克、波兰、塞浦路斯和马耳他等国家仍然更多依赖化石燃料。然而，报告指出，希腊、保加利亚和斯洛文尼亚由于太阳能的强劲增长，接近转折点。 瑞典长期以来一直在推动可再生能源，自2010年以来，太阳能和风能发电量超过化石燃料。卢森堡在2017年达到了这一里程碑，芬兰和立陶宛在2022年，而葡萄牙、西班牙、奥地利、法国和比利时在2023年实现了这一目标。匈牙利和德国在2024年跨过了这一门槛。 太阳能和风能的好处 太阳能和风能是能源转型的基本支柱： 环境可持续性：替代煤炭、石油和天然气，防止污染物和温室气体排放。 取之不尽的本土资源：太阳和风是免费的和本地的，减少了对能源进口的依赖。 经济竞争力：比传统能源越来越便宜，推动绿色就业在制造、安装和维护方面的发展。 具体好处： 风能：适合大规模生产，为城市和工业供电。 太阳能：多功能且具有弹性，允许家庭和热应用的分散解决方案。 此外，这两种技术需要非常少的水来运行，保护了常规电厂前的水资源。 2025年创下的纪录确认了欧洲能源转型强劲推进，尽管面临电网现代化和减少对天然气依赖的挑战。 太阳能和风能不仅是应对气候变化的关键，也是确保能源主权、经济竞争力和更清洁未来的关键。

一个创新但简单的发明在香港开发出来，可以延长太阳能板的使用寿命：这是一种水凝胶涂层。 这一创新使能源效率提高了13%，并将温度降低了16°C。 香港理工大学的研究人员创造了这一经济解决方案，解决了城市光伏装置中最持久的问题之一：热点。 这项技术由严杰瑞教授和刘俊伟研究员领导，基于一个简单的原理。 由于水凝胶在其结构中保留水分，然后通过蒸发逐渐释放，这一过程吸收了太阳能板的热量。 因此，它们可以在辐射或不规则阴影影响最严重的区域降低温度。 更少的热量，更多的能量：水凝胶在太阳能板中的关键 太阳能板的水凝胶作为一种被动冷却系统，无需重新设计电路或修改模块结构。 它直接应用于已安装的面板上，通过蒸发所含的水分来带走热量。 在控制试验中，研究人员观察到热点温度下降了高达16°C，同时功率增加了高达13%。 因此，这一改进不仅立即提高了能源生产，还减少了光伏电池的热应力。 这使得涂有水凝胶的太阳能板可以使用更长时间，性能接近其原始能力，并且更少的模块会过早进入回收。 因此，累积效应保护了投资并改善了年度能源平衡。 这一创新在密集城市中的影响 集成在建筑物中的太阳能系统（BIPV）在城市环境中面临特定挑战：部分阴影、灰尘、反射热量的立面和暴露于高温的屋顶。 所有这些都会产生热点，将系统的其他部分拖累。 根据PolyU团队的估计，这种水凝胶涂层可以使香港的年产量增加约6.5%，新加坡增加约7.0%。 回收期在3到5年之间，具体取决于当地的电价。 水凝胶技术特别适合安装在香港或新加坡等城市的屋顶和立面上的太阳能板。 在那里，每个效率百分点直接影响脱碳战略。 太阳能板水凝胶的关键：耐用材料和低维护 项目的关键进展之一是解决了传统水凝胶随时间开裂或收缩的趋势。 为此，团队将一种天然聚合物（羟乙基纤维素）与一种称为leafy cotton thread的纤维结构结合起来。 结果是一种材料，在经过数月的阳光、风和雨水的暴露后，能够更好地保持其体积和完整性。 这样，虽然一些传统水凝胶几乎失去了一半的体积，但这种新涂层显著限制了这种收缩。 水凝胶的主要优点： 温度降低至16°C 效率提高13% 与已安装的面板兼容 实施成本低 光伏系统的耐用性更强 值得注意的是，热点不仅降低效率。对数百万光伏模块的先前研究表明，显著部分存在热缺陷，温度升高超过21°C。 这种额外的热量加速了内部材料的降解，并可能产生火灾风险。 在公共建筑、学校或健康中心，年产量增加5%或7%可以释放资源用于其他服务。 在住宅中，这标志着从仅覆盖部分消费到接近完全自给自足的差异。 将这些水凝胶与新一代光伏板结合使用，如基于钙钛矿的光伏板，可能解决其主要挑战之一：对热量和湿度的敏感性。

2024年，可再生能源的就业人数在全球范围内达到1660万个工作岗位，创下历史新高。然而，与2023年相比，增长仅为2.3%，标志着在多年爆炸性扩张后的首次重大放缓。 国际可再生能源机构（IRENA）和国际劳工组织（ILO）指出，尽管清洁能源设施继续创下纪录，但地缘政治紧张、自动化和供应链变化正在影响劳动力市场。 相比之下，2023年记录了历史上最大的增长：从2022年的1370万增加到1620万，同比增长18%。 中国，绿色就业的绝对领导者 中国巩固了其作为清洁能源主要劳动力引擎的地位： 2024年730万个就业岗位，占全球总数的44%。 其领导地位得益于规模庞大且一体化的供应链，使设备制造成本无与伦比。 欧盟维持了180万个就业岗位的数字。 巴西达到了140万。 印度和美国几乎没有增长，分别为130万和110万。 按技术分布 IRENA和ILO的报告详细说明了每种能源来源的就业情况： 光伏太阳能：730万个就业岗位（绝对领导者）。 液体生物燃料：260万，其中46.5%在亚洲产生。 水电：230万。 风能：190万。 机构声音 Francesco La Camera，IRENA总干事：“可再生能源的部署正在蓬勃发展，但人文方面与技术同样重要。各国政府必须将人置于其能源和气候目标的中心。” Gilbert F. Houngbo，ILO总干事：“向可再生能源未来的公正过渡必须以包容、尊严和平等机会为基础。” 中国的战略重要性 中国在可再生能源中的角色是多方面且战略性的： 能源安全：减少对进口化石燃料的依赖。 技术领导力：主导太阳能电池板和风力涡轮机的制造。 经济引擎：推动GDP，创造数百万个就业岗位并产生韧性。 脱碳和健康：改善空气质量，减少与污染相关的疾病。 电力转型：通过UHV线路和储能现代化电网，更好地整合间歇性可再生能源。 全球影响与挑战 中国引领全球能源转型，风能和太阳能建设能力是其他国家总和的两倍。然而，它面临挑战： 电网管理。 清洁技术的回收。 环境可持续性。 ...