第一届太阳能与基础科学研究策略研讨会是由 SERC Chile 和数学建模中心 (CMM)（通过 CONICYT-DRI 的 REDERG008 项目）组织的一项国际活动，届时将对与太阳能相关的基础科学的未来及研究策略展开讨论。

会议期间，来自国内外的多位演讲者将分析与太阳能相关的物理基础，以及基础科学领域现有的主要技术开发机遇和进展。

研讨会将促进与国家太阳能研究战略相关的主要决策者之间的讨论。

面向对象：

物理学和太阳能领域的学者及研究人员。

对太阳能应用感兴趣的技术开发人员。

对太阳能研究感兴趣的研究生。

研讨会将于1月23日、24日、27日及28日在圣地亚哥国民议会大楼总统厅（Morandé 街 441 号）举行。

此外，1月27日将举行一场小型专题研讨会：城市交通系统中的太阳能整合与能源管理。届时将探讨和分析太阳能在城市交通系统中的应用领域，以及旨在降低交通部门能耗的效率措施。

本次会议将侧重于开放式讨论，旨在探索城市规划、交通与太阳能之间未来合作的可选方案。

作为配套活动，1月21日至22日将举办由 Roberto Román 教授的太阳能导论课程。这是一门开放式入门课程，涵盖了不同的太阳能转化方法、基础软件使用等主题。

如需了解这些活动的更多信息及详情，请发送电子邮件至 Mariel Lizana：mariel.lizana@wordpress-1152908-4037284.cloudwaysapps.com，并访问以下链接：

第一届太阳能与基础科学研究策略研讨会

小型专题研讨会：城市交通系统中的太阳能整合与能源管理

智利太阳能概论

发言人：

Enrique Cabrera

Enrique Cabrera 博士于 2008 年在智利圣地亚哥大学 (USACH) 获得电气工程和电力系统工程硕士学位（荣誉）。作为其学业的一部分，他作为 DAAD 奖学金持有者在德国亚琛工业大学 (RWTH Aachen) 学习了两个学期。在此期间，他参加了许多关于可再生能源的讲座、研讨会和实地考察。2013 年，他在康斯坦茨国际太阳能研究中心 (ISC Konstanz) 与康斯坦茨大学合作，获得了硅太阳能电池金属化领域的物理学博士学位。目前，他正致力于欧盟 Hercules 项目，并支持智利及南美洲的研究与开发合作项目。

摘要： 

“用于晶体硅 (Si) 太阳能电池发射极接触的金属化技术”。

据预测，到 2016 年，丝网印刷仍将是晶体硅 (Si) 太阳能电池发射极接触最广泛使用的金属化技术，我们认为这种主导地位将至少持续 15 年以上。其成功发展归功于其高度的工业化以及缺乏市场就绪且具有成本效益的替代方案。目前最重要的局限性是前表面接触丝网印刷浆料中使用的银 (Ag) 是当前太阳能电池制造过程中第二大材料成本因素。据估计，2015 年全球银供应量的 14% 将由光伏产业消耗，且银价预计将继续上涨。这种需求的剧烈增长引发了对替代品的需求。铜 (Cu) 凭借其高导电性和低成本成为一种具有吸引力的银替代品。然而，铜的主要缺点是即使在室温下，它在硅中的扩散系数也很高，并会对硅的特性产生不利影响。在本次演讲中，我们总结了现有银技术的特性和潜力。在第二部分中，我们将分析利用铜作为接触材料和经济替代方案的前景，这可能为智利铜产量的增长提供机遇。

Radovan Kopecek

Radovan Kopecek 博士出生于布尔诺（原捷克斯洛伐克），1998 年在斯图加特大学获得物理学文凭，研究超导富勒烯。此外，他曾在波特兰州立大学（美国俄勒冈州）学习一年，于 1995 年获得理学硕士学位。在斯图加特学习结束时，他在马克斯·普朗克研究所 (MPI) 工作，随后在物理电子研究所 (IPE) 担任研究助理，从事光伏应用的晶体硅领域研究。他于 1998 年加入 Ernst Bucher 教授位于康斯坦茨的小组，攻读薄膜硅太阳能电池课题的博士学位，并于 2002 年 11 月完成。直到 2006 年底，他作为小组组长在康斯坦茨大学领导了多个国家和国际项目。这些项目专注于硅原料以及晶体硅薄膜 n 型太阳能电池的开发。作为 ISC Konstanz 的创始人之一，Kopecek 博士自 2007 年 1 月起一直在该研究所担任全职管理人员和研究员，目前是先进太阳能电池部门的负责人。他负责多个围绕硅原料和太阳能电池开发（重点是 n 型器件）的欧洲及国家研究项目。此外，Kopecek 博士自 2012 年起一直在腓特烈港的 DHBW 教授光伏基础及应用课程。

摘要：

“针对阿塔卡马沙漠开发双面双玻组件的需求：含有智利本地成分的高功率 AtaMo”。

根据国际光伏技术路线图 (ITRPV)，未来的太阳能电池很大一部分将是具有最高效率并采用低成本工艺制造的 n 型太阳能电池。由于大规模生产的标准 p 型硅太阳能电池已完全优化并达到了其成本极限，目前新的太阳能电池概念在引入生产时很难从一开始就具有成本效益。因此，在当前的市场形势下，向市场引入新的太阳能电池概念并非易事。实现这一目标的唯一途径是使用当今制造线中完全适应的标准工艺，并仅使用少数工业认可的工艺步骤（如激光消融和硼扩散）对其进行升级，以实现效率稳定在 20% 以上的低成本器件结构。

此类 n 型太阳能电池在 80% 的情况下为双面电池，且背面响应良好。许多组件公司正将其生产转向双玻组件，一方面是因为玻璃成本逐渐低于背板，另一方面是因为此类组件在时间跨度上更具稳定性。这为双面性开辟了新路径，因为双面系统可提高高达 30% 的能量收益，从而使对此类系统的总投资极具吸引力。针对沙漠条件，必须对这些组件进行调整，这将是本次演讲的重点。作者将描述沙漠组件的表现以及 AtaMo (Atacama Module) 如何包含智利的本地成分（如铜金属化）。Dr. Enrique Cabrera 将对此进行更详细的描述，他在光伏大规模生产的丝网印刷金属化方面获得了博士学位。

本次演讲还将概述市场上已有的 n 型和双面电池概念，以及已准备好进行试生产的前沿技术；后者已在 2013 年 4 月于法国尚贝里（Chambéry）举行的第 3^rd 届 nPV 研讨会上进行了总结和讨论，并将在 2014 年 3 月于荷兰斯海尔托亨博斯（Herstogensbosch）举行的第 4^th 届 nPV 研讨会上再次展示其进展。为了更快地将双面电池引入光伏市场，ISC Konstanz 和 INES 将于 2014 年 5 月 26^th/27^th 日在法国尚贝里组织第二届双面电池研讨会。组件制造的影响，以及测量技术和电池及组件表征新标准的要求，也将由接下来的发言人来自 H.A.L.M. 的 Dr. Alex Metz 进行更详细的讨论。

本次演讲将讨论并回答以下主题：

• 光伏的过去与未来：为什么现在新的研发至关重要？
• 沙漠地区的光伏：组件和系统有哪些必要要求？
• 双面性：为什么这对未来的系统至关重要？
• AtaMo：此类组件将呈现何种形态？

斯蒂芬·科赫：

斯蒂芬·W·科赫自 1993 年起担任马尔堡菲利普大学（德国）物理学教授，并担任美国图森市亚利桑那大学光学科学学院兼职教授。他曾在亚利桑那大学工作了八年，先后担任物理学和光学副教授及教授。1985 年，他是法兰克福大学（德国）的海森堡学者，并于 1981 年和 1983 年担任 IBM 研究中心的访问科学家。科赫教授分别于 1977 年和 1979 年获得法兰克福歌德大学的物理学硕士和博士学位。他目前的主要研究领域包括凝聚态理论、原子和凝聚态系统中的光与物质相互作用效应、半导体的光学和电子特性、多体相互作用、相干与超快现象、半导体激光理论以及微腔效应。他曾获 1999 年马克斯·普朗克研究奖、1997 年德国科学基金会（DFG）莱布尼茨奖、2008 年美国物理学会“杰出审稿人”终身奖，以及 2006 年马尔堡菲利普大学促进科学女性发展奖。科赫教授曾在 1997 年至 2000 年担任《物理评论快报》的分部副主编，并在 1998 年至 2005 年担任《欧洲物理杂志》的主编。他是美国光学学会会士及德国物理学会（DPG）会员。他著有或合著 7 本书，编辑 1 本书，并在经同行评审的科学期刊上发表了 550 多篇论文，引用次数超过 15,000 次，H 指数为 65。

弗朗西斯科·马多内斯

弗朗西斯科·马多内斯是 Nimbic Chile 的总经理，该公司是 Nimbic Inc. 位于智利圣地亚哥的研发中心。Nimbic 总部位于加利福尼亚州山景城，开发用于电子设计自动化的尖端软件，特别是针对本地和云端的电磁模拟。弗朗西斯科拥有电子工程专业学位，并在智利为美国公司建立并管理研发设施，与当地大学和政府机构建立了联系，以促进智利高科技的发展。

 摘要：

“在智利从事基础科学和高科技软件开发：Nimbic 的经验”。

本次演讲旨在分析智利的技术开发能力，并展示涉及大学、政府和工业界等不同利益相关者的项目实例。特别是，将介绍 Nimbic 在智利从事基础科学、高科技软件以及在半导体电磁模拟中使用云计算的经验。此外，还将讨论进一步发展面临的主要挑战和机遇。

海梅·利亚诺斯：

海梅·利亚诺斯博士于 1977 年获得智利大学科学学士学位，主修化学。他还是斯图加特大学马克斯·普朗克固体研究所（1984 年）的科学博士，并在那里获得了博士后学位。

他发表了 70 多篇 ISI 期刊论文，并自 1989 年起担任 Fondecyt 研究员。目前，他在北方天主教大学和安托法加斯塔大学担任正教授。

摘要：

“应用于太阳能电池的下转换和上转换发光材料”。

设计可用于开发替代能源的新材料，或设计能减少工业、建筑和交通广泛应用中全球电力需求的高效材料，是固体化学家和材料科学家面临的最重要挑战之一。

在这方面，开发能够大幅降低耗电量的新系统或开发新机能源引起了广泛关注。在提议的新能源中，最重要的且最具前景的是通过光伏电池将太阳能直接转化为电能。目前，光伏领域主要基于单晶和多晶硅，而在过去十年中，染料敏化太阳能电池（DSSC）已作为一种低成本替代方案出现。稀土元素的化学在这些领域中发挥了重要作用。如今，镧系元素被视为“功能材料的瑰宝”，具体而言，这一化学领域的兴趣已集中在制备新型发光或能量转换材料上，通称为无机荧光粉。

考虑到在开发替代能源或减少全球电力需求的高效材料过程中，设计新材料具有必要性，我们的研究致力于新型无机荧光粉的合成、表征以及将其应用于染料敏化太阳能电池的光学特性理论研究。我们建议对新型无机荧光粉的发光下转换和上转换特性及其作为发光材料在染料敏化和光伏太阳能电池中的应用进行系统研究。我们的研究重点是确定这些无机荧光粉如何协助改善光捕获过程，从而增加这些太阳能电池的光电流。

为了深入了解宿主材料以及通过掺杂稀土离子获得的无机荧光粉的电子结构，我们还建议利用 DFT 近似下的从头算电子结构计算，对这些材料进行并行计算研究。这些计算研究将使用 CRYSTAL 和 SIESTA 程序中包含的尖端方法进行。

沃尔夫冈·斯托茨：

沃尔夫冈·斯托茨博士目前是马尔堡菲利普大学结构与技术研究实验室负责人，也是亚利桑那大学光学科学中心的兼职教授。他的专长领域包括实验物理、半导体理论、技术开发以及光电子器件应用。沃尔夫冈·斯托茨博士在斯图加特大学获得物理学博士学位，随后在马尔堡菲利普大学获得实验物理教授资格（Habilitation）。凭借 30 多年的专业和学术经验，斯托茨博士获得了德国晶体生长协会、联邦研究与技术部以及基础研究实验室颁发的众多奖项。除了发表多篇论文外，斯托茨博士还注册了大量与半导体应用相关的专利。

小型研讨会

本小型研讨会：城市交通系统中的太阳能集成与能源管理旨在讨论和分析与太阳能应用在城市交通系统中相关的研究领域，以及可以减少交通部门能源消耗的能效措施。在几场会议后，活动将集中于参与者之间的开放式讨论，以探讨交通、电力、城市规划和太阳能行业之间未来的合作与倡议。

该活动是 2014 年 1 月 23 日至 1 月 28 日举行的第一届太阳能战略与基础科学研究研讨会的一部分。

受众：

• 交通和/或太阳能系统相关的学者和研究人员。
• 对太阳能和智能电网应用感兴趣的技术开发人员。
• 太阳能行业、交通行业和电网相关的专业人士。
• 对应用于交通领域的太阳能研究感兴趣的研究生。

组委会：

• 豪尔赫·阿马亚
• 帕布罗·奥雷利亚纳

发言人：

• 葆拉·乌里韦，数学建模中心。
• 帕布罗·奥雷利亚纳，数学建模中心。
• 马塞洛·马图斯，太阳能研究中心。
• 拉斐尔·霍夫斯塔特，维也纳工业大学。

2014 年 1 月 27 日，星期一。15:00 – 18:00。

15:00 – 15:20 葆拉·乌里韦：城市轨道交通系统能源模型。

15:20 – 15:40 帕布罗·奥雷利亚纳：地下运输系统能量损失的热影响。

15:40 – 16:00 拉斐尔·霍夫斯塔特：有轨电车热舒适性的能源最优控制。

16:00 – 16:20 茶歇。

16:20 – 16:40 马塞洛·马图斯：太阳能集成与快速交通系统的能源管理。

16:40 – 18:00 小组讨论：在城市背景下，将可再生能源与交通领域整合的最佳方案是什么？

主席：罗伯托·罗曼

该活动是 2014 年 1 月 23 日至 1 月 28 日举行的第一届太阳能战略与基础科学研究研讨会的一部分。

发言人：

葆拉·乌里韦

葆拉·乌里韦自 2007 年起担任电气工程师，此后一直在智利大学数学建模中心（CMM）担任研究工程师。她参与了来自不同行业的多个项目，主要涉及电信、优化和运筹学领域，近期则专注于能源优化，执行研究、设计、建模和实施任务。

摘要：

“城市交通系统能源模型”

为了对城市轨道交通系统进行完整的能源分析，应考虑四个大型系统及其相互作用：列车、隧道（及外部环境）、车站和变电站；每个系统都由一组参数和数学关系表征，描述其能源消耗方面的运行情况。影响系统能耗的主要方面包括列车技术特性、乘客负荷、速度曲线、电能消耗（暖通空调系统、照明、信号和辅助设备）以及整体性能。该分析的重要输出包括不同系统中的整体能源使用情况（总能源细分）、子系统变化对整体能源使用的总体影响，以及技术变革对系统整体性能的影响。通过该模拟工具可以计算和比较不同的情境，协助决策者定义运营策略并选择创新解决方案。

Pablo Orellana：

帕布罗·奥雷利亚纳自 2012 年起担任机械工程师，并从 2012 年 11 月起在数学建模中心（CMM）工作。在学期间，他参与了太阳能汽车 Eolian 2 的设计和制造，该车参加了智利阿塔卡马太阳能汽车挑战赛和澳大利亚世界太阳能车挑战赛。他在 CMM 的工作涉及热建模，包括 OSIRIS 项目，以及与圣地亚哥地铁和智利能源效率局（AChEE）的合作项目。

摘要：

“地下运输系统中能量损失的热影响”

本次报告将展示 CMM 开发的一种热模型。该模型分析了地下运输系统中能量损耗的热影响，以及乘客流动产生的热损失。此外，该模型提供了热损失的细目分类，以识别影响系统温度的最关键因素。报告还将展示湿度计算，以便有效评估地铁站乘客的舒适度。

Raphael Hofstädter：

Raphael N. Hofstädter 在 2009 年 12 月仅用 4 年时间便获得了过程工程硕士学位。2010 年 3 月至 2013 年 12 月期间，他在维也纳科技大学工作，致力于城市轨道车辆（主要是有轨电车和地铁）热问题的研究。目前，他正在完成博士论文。自 2014 年 1 月起，他在阿尔斯通运输德国有限公司（Alstom Transport Germany GmbH）担任专利与创新经理。

摘要：

“有轨电车热舒适性的能量最优控制”

在本次报告中，将展示一种用于有轨电车的热舒适度控制方法，该方法能够最大限度地降低采暖、通风与空调（HVAC）系统的功耗。目标是通过控制工程及相关学科的方法，以最低的电能消耗实现有轨电车内令人满意的室内气候。首先，基于热力学基本定律和平衡定律，建立了所有热相关组件的数学模型。建模的单个组件包括：车厢内部、HVAC系统以及用于计算车厢内温度、相对湿度和二氧化碳浓度的控制器。接下来，对所建模型的参数数值进行了估算，并以车辆的热容量和传热系数为例进行了说明。随后，基于受控对象（车厢内部和HVAC机组）的线性化模型，开发了一种新型串级控制器。主控制回路采用模型预测控制器（MPC），用于调节车厢内的热舒适度。副控制回路的控制器通过混合整数优化实现，以能量最优的方式转换辅助控制变量的设定点。针对混合整数问题采用了启发式解法。这些算法在快速控制原型平台上实现，首先通过了多次气候风洞测试，并自2013年7月起通过现场测量证明了其日常应用的有效性。

Marcelo Matus：

拥有智利天主教大学工程理学硕士学位以及亚利桑那大学电气与计算机工程博士学位。他在智利、墨西哥和美国参与了近20年的中大型软件开发项目，涉及单体式、分布式（超过1000台服务器）以及并行（集群和单映像）系统。目前，他是太阳能研究中心（SERC Chile）的成员。

摘要：

“太阳能与能源管理在城市轨道交通系统中的集成”

城市轨道交通系统以高耗能运行著称，其大部分能源需求源于为列车提供牵引动力所需的电力。本次报告探讨了在列车运行及其他耗电环节（如照明、空调等）中提高能效和集成太阳能的潜力。在对部分国际倡议进行文献综述后，本文结合圣地亚哥地铁的需求开展了案例研究，以探索相关解决方案在实际环境中的应用。分析还涵盖了集成太阳能和储能系统的智能电网方案的设计与仿真。

Roberto Román：

罗伯托是智利大学机械工程师，曾在法国马赛普罗旺斯大学进修太阳能研究生课程。他是智利大学机械工程系副教授，并担任国际太阳能学会（ISES）会员事务副主席。他近期参与的项目包括：FONDEF（中小型生物质能分子反应器开发）；MODURBAN（欧盟委员会第六框架计划，模块化城市导向轨道交通系统）；CYTED（伊比利亚美洲科学与技术项目）；RISSPA（伊比利亚美洲太阳能干燥专题网络）；以及 CONICYT-EXPLORA 2000-2010 科学与教育项目。他在能源及可再生能源研究领域发表了 15 篇以上的科学论文，并担任过两本书的编辑（各负责其中一个章节）。他是《巴塔哥尼亚需要水坝吗？》（¿Se Necesitan Represas en la Patagonia?, Ocho Libro Editores, 2009）一书的合著者；在国际会议和研讨会上发表过 30 多场演讲，并撰写了大量技术报告。