DOE日前宣布資助1.28億美元用于支持太陽能發(fā)電技術研發(fā)項目，以進一步推進太陽能發(fā)電、并網(wǎng)集成和相關制造技術研發(fā)突破，提升效率減少安裝成本和發(fā)電成本，提升太陽能電力經(jīng)濟性，同時改善集成太陽能電力電網(wǎng)的穩(wěn)定性和彈性，進而擴大太陽能電力在全美的部署規(guī)模。本次資助重點聚焦五大主題，包括：（1）光伏發(fā)電技術；（2）聚光太陽能熱發(fā)電技術；（3）系統(tǒng)軟成本削減；（4）太陽能制造業(yè)創(chuàng)新；（5）先進的太陽能并網(wǎng)集成技術。具體內(nèi)容如下：

1、光伏發(fā)電技術研發(fā)（21個項目，總額2360萬美元）

光伏聯(lián)合研發(fā)項目：研發(fā)并驗證使用低溫和超聲波加工III-V族化合物晶圓工藝的可行性，以代替金屬切割減少材料浪費、降低制備成本并提高晶圓基板的使用壽命；利用先進電池模塊原型制造設施，來提高發(fā)射極和背面鈍化電池（PERC）制造工藝水平，降低生產(chǎn)成本；針對背接觸的CdTe太陽電池開發(fā)高性能背接觸材料和工藝，以在減少功率損失前提下將該電池效率提升到25%水平；利用機器學習、大數(shù)據(jù)等數(shù)字技術開發(fā)光伏電站的故障自動監(jiān)測和診斷系統(tǒng)，以減少意外事故發(fā)生頻率，同時減少人工成本進而降低發(fā)電成本；開發(fā)低成本、高效規(guī)�；�生產(chǎn)穩(wěn)定鈣鈦礦太陽電池的沉積技術；開發(fā)高效、低成本、穩(wěn)定的雙面鈣鈦礦太陽電池卷對卷生產(chǎn)工藝；開發(fā)新型的封裝密封劑，能夠有效吸收鈣鈦礦中泄漏出的鉛元素；對暴露在高溫、強光和其他潛在損害因素的環(huán)境下鈣鈦礦太陽電池進行電池結(jié)構(gòu)的原位表征，研究其降解衰退機制；開發(fā)浮法硅晶片的制作工藝替代傳統(tǒng)的線鋸切割工藝，減少制備過程的材料浪費。

小型創(chuàng)新項目：開發(fā)新型的超聲波表征手段用于表征太陽電池封裝模塊中的EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）交聯(lián)度，來減少層壓缺陷產(chǎn)生；開發(fā)新型低成本長壽命（25年）的空穴材料，以將鈣鈦礦太陽電池效率提升到超過30%水平；探索PERC結(jié)構(gòu)P型硅基電池光、高溫誘導的性能衰退機理；開發(fā)橫截面原位表征工具來觀測光伏器件中載流子的遷移情況，探明載流子的動力學機理；利用機器學習、大數(shù)據(jù)來收集和分析光伏電站運行數(shù)據(jù)，指導優(yōu)化光伏電站設計，并對新電站進行技術經(jīng)濟評估，減少電站成本；搭建一個利用太陽能作為供能系統(tǒng)的兔子飼養(yǎng)房，評估其技術、經(jīng)濟、環(huán)境的可行性；通過模擬和實驗探索異質(zhì)結(jié)硅基電池和PERC硅基電池的性能衰退機制；利用納米粒子電噴霧激光沉積技術（NELD）制備PERC電池的銀接觸點，以提升電池性能；III-V族太陽電池襯底的回收再利用技術研發(fā)，降低制造成本；開發(fā)高性能的發(fā)射極和背面鈍化CdTe電池，并研究其局域的載流子動力學行為；開發(fā)新型、低成本、環(huán)保型的天然石英石轉(zhuǎn)變高純硅的生產(chǎn)技術。

2、聚光太陽能發(fā)電技術研發(fā)（13個項目，總額3000萬美元）

熱能存儲技術；研發(fā)高效經(jīng)濟的長時（周或者季節(jié)性）儲能系統(tǒng)與聚光太陽能熱發(fā)電（CSP）結(jié)合，實現(xiàn)能量的全年度合理分配；開展高溫太陽能熱化學儲能技術研究，以提高太陽能熱發(fā)電的經(jīng)濟效益；開發(fā)一種新的復合陶瓷熱能存儲材料替代金屬材料以提高存儲罐的隔熱性和機械強度；驗證使用存儲液化石油氣的大型儲罐來收集并存儲太陽能產(chǎn)生的熱蒸汽技術經(jīng)濟可行性。

材料和制造研究：用于集中式CSP發(fā)電廠的超臨界CO2循環(huán)系統(tǒng)換熱器中鎳合金的蠕變和疲勞特性研究；開發(fā)新型的壓縮機用于超臨界CO2動力循環(huán)系統(tǒng)，集成到CSP電站改善發(fā)電性能；開發(fā)利用金屬粉末壓制方法制備超臨界CO2動力循環(huán)系統(tǒng)組件的工藝，以降低制造成本；碳化硅接收器替代金屬合金用于CSP電廠存儲高溫熔融氯化物鹽，增加接收器耐熱性和耐腐蝕性，延長壽命；研究第三代CSP發(fā)電系統(tǒng)中各組件、焊接件的熱機械行為，探索優(yōu)化工藝延長組件壽命；針對以超臨界CO2作為工質(zhì)的CSP電站開發(fā)新型的自潤滑、高效碳納米管陣列刷式密封，提升渦輪機效率同時減少成本；開發(fā)耐氧化、熱機械性能優(yōu)異（能夠承受超臨界CO2、熔融鹽腐蝕和800℃高溫）的陶瓷復合換熱器；開發(fā)一款耐高溫、抗凍的熔融鹽閥，可減輕CSP高溫工作環(huán)境下的泄漏和凍結(jié)，減少因凍結(jié)和停機而造成的運行和管理負擔；開發(fā)基于偏振技術的成像系統(tǒng)，提高光線測量的靈敏度，用于評估CSP集熱器系統(tǒng)的性能。

3、系統(tǒng)軟成本削減（19個項目，總額1760萬美元）

構(gòu)建合作伙伴解決監(jiān)管問題：成立區(qū)域太陽能項目管理協(xié)會，召集公共部門和私營部門的利益相關方，為地方政府、特區(qū)和其他有權(quán)安裝大型太陽能項目的當局確定最佳實踐，將開發(fā)相關工具包用于太陽能項目的審批、許可和法規(guī)流程制定；組建可再生能源協(xié)會，匯聚智慧達成共識，提出太陽能和“太陽能+儲能”項目許可審批流程和監(jiān)管框架相關建議；開發(fā)一個在線網(wǎng)絡安全工具包，以幫助太陽能行業(yè)的決策者、監(jiān)管機構(gòu)、公用事業(yè)單位以及州和地方政府在其轄區(qū)內(nèi)制定有關太陽能基礎設施的網(wǎng)絡安全政策；將與美洲原住民部落合作制定相關監(jiān)管方案，解決部落部署光伏發(fā)電和“太陽能+儲能”系統(tǒng)的障礙；通過確定太陽能設施共同受益權(quán)人，共同開展太陽能系統(tǒng)安裝地點的雨水滲透和徑流現(xiàn)場研究；開發(fā)一種用于繪制二次低壓的電路新方法，加速公用事業(yè)單位批準太陽能連接到電網(wǎng)的互連過程；培訓城鎮(zhèn)居民有效參與太陽能電力批發(fā)市場和公用事業(yè)規(guī)劃過程，幫助城鎮(zhèn)評估太陽能發(fā)展?jié)摿Α?

通過數(shù)據(jù)采集和分析評估太陽能基礎設施對禽類生活環(huán)境影響：開發(fā)深度學習計算機視覺框架以監(jiān)視禽類與太陽能基礎設施的交互作用，通過收集和分析數(shù)據(jù)有效減少太陽能設施對禽類生活環(huán)境影響；使用兩種互補的遙感技術（無人機和3D成像）開發(fā)用于機器學習模型來監(jiān)控生活在太陽能設施附近的鳥類；建立一個框架用以指導鳥類“羽毛斑”基因表征，并了解太陽能設施對候鳥種群的影響。

太陽能融資方法創(chuàng)新：針對低收入社區(qū)，研究和開發(fā)全新的太陽能產(chǎn)業(yè)融資模式和所有權(quán)結(jié)構(gòu)，以拓寬融資渠道，推動太陽能產(chǎn)業(yè)在低收入社區(qū)的發(fā)展；利用聯(lián)邦低收入家庭能源援助計劃（LIHEAP）、州和地方激勵措施以及其他資金來源促進中低收入社區(qū)太陽能設施部署；為公用事業(yè)單位、太陽能開發(fā)商以及社區(qū)和地區(qū)金融機構(gòu)提供一系列太陽能發(fā)展的成功案例和最佳實踐，以提升中低收入社區(qū)使用太陽能的經(jīng)濟承受能力；設計和實施靈活的金融信貸協(xié)議，以增加中低收入社區(qū)的選擇和提高太陽能經(jīng)濟承受能力，解決太陽能部署障礙；與社區(qū)金融機構(gòu)合作，創(chuàng)建培訓計劃和共享資本平臺，從而擴大信用合作社、社區(qū)銀行和社區(qū)發(fā)展金融機構(gòu)在低收入社區(qū)中太陽能融資的參與度。

太陽能軟件開發(fā)：開發(fā)簡化的太陽能電力上網(wǎng)評估軟件，以幫助農(nóng)村社區(qū)和小型公用事業(yè)單位更加輕松快捷地部署太陽能電力系統(tǒng)；開放一個小型、經(jīng)濟的光伏系統(tǒng)模擬和分析平臺，以從數(shù)據(jù)系統(tǒng)獲取真實數(shù)據(jù)進行模擬計算，獲得最佳運行模式，提升發(fā)電效率，降低太陽能光伏服務商運維成本；開展太陽能電力高比例并網(wǎng)電網(wǎng)的長期模擬仿真。

4、太陽能制造業(yè)（7個項目，總額680萬美元）

開發(fā)并測試模塊化的單源氣相沉積（SSVD）電池制造平臺，以實現(xiàn)下一代薄膜太陽電池（鈣鈦礦太陽電池）高通量低成本規(guī)�；�制造；開發(fā)一種機械破碎碳化硅晶圓制造技術，減少制造過程的材料浪費，提高產(chǎn)率降低成本；開發(fā)一種具有成本效益的金屬漿料，以增強太陽電池中的金屬連接，提高其抗斷裂性，并最大程度地減少由降解和封裝處理引起的裂紋，延長電池壽命；開發(fā)用于高效制造透明導電薄膜的單束離子源沉積技術，降低導電薄膜制造成本；先進的分布式電網(wǎng)基礎設施，減少分布式太陽能系統(tǒng)的安裝和材料成本；新型的太陽能玻璃的減反射和防污涂層技術；發(fā)展光伏電站現(xiàn)場安裝工廠，以縮減時間和經(jīng)濟成本。

5、先進并網(wǎng)集成技術（15個項目，總額5000萬美元）

配電網(wǎng)自適應保護：開發(fā)和測試穩(wěn)定可靠的太陽能光伏設施模型，以使電力系統(tǒng)工程師能夠計劃、操作和保護輸配電系統(tǒng)；開發(fā)一個匹配太陽能光伏系統(tǒng)的自適應配電保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用動態(tài)模型來確定電網(wǎng)運行狀態(tài)是否健康；開發(fā)大型光伏系統(tǒng)高級模型套件，用以捕獲不同條件下系統(tǒng)運行的動態(tài)信息，以減少瞬時停電，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；高比例太陽能并網(wǎng)電網(wǎng)的自適應保護和控制系統(tǒng)，提高保護系統(tǒng)的選擇性和靈敏度；開發(fā)具有高級量測體系（AMI）數(shù)據(jù)集成功能的分布式能源的風險信息分層控制系統(tǒng)，以提高太陽能占比的電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性；通過儲能技術、人工智能和區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)對富余太陽能的優(yōu)化利用。

先進光伏控制技術和網(wǎng)絡安全技術：開發(fā)基于逆變器的電網(wǎng)建模和自動化分析工具系統(tǒng)，研究太陽能并網(wǎng)對大電網(wǎng)穩(wěn)定性影響；開發(fā)和部署適用于分布式能源系統(tǒng)的安全通信技術，提高分布式能源網(wǎng)絡安全性；研究和驗證100%可再生能源的微電網(wǎng)技術，能夠在變化的條件下保持電壓和頻率穩(wěn)定來改善電網(wǎng)的穩(wěn)定性和彈性；開發(fā)一種不依賴通信網(wǎng)絡的防黑客逆變器，即使出現(xiàn)電網(wǎng)故障也可以避免連鎖停電，并且無需借助傳統(tǒng)發(fā)電機的幫助即可啟動電網(wǎng)；開發(fā)并示范一種具有網(wǎng)絡彈性的光伏配電系統(tǒng)的主動防御機制，防范網(wǎng)絡攻擊，解決光伏系統(tǒng)的逆變器和系統(tǒng)級網(wǎng)絡安全問題。