分数量子增益光电池

分数量子增益光电池

1王金蕊  2赵海洋

1上海赫爽太阳能科技有限公司

2（广东）惠州市上夸克科技有限公司

摘要：光伏增益率瓶颈的两个出口，①光电转换率w/m2提升；②综合w/m2（增益率+环评）成本下降，增益瓶颈①被分数量子点反向脉冲电动势能量丢失+分数量子点光电转换率缺相遏颈，是经典理论《应用量子物理学》[2][3][10]量子算法空白，增益②晶圆圆角硅片切片、截面积损耗率35.8%，至全产业链效率低下，碳、热排放大于产能，瓶颈是经典理论学术技术陈旧。

关键词：晶圆截面积最大化增益；分数量子反向脉冲电动势能量丢失；光电转换分数量子点（少子）缺相丢失；强-弱因子流联动临界发散；临界速率[2]结论3；临界衡量[2]结论5；成本做功面积；

引阅：反向脉冲电动势自卢瑟福实验起，就屡屡表现在输变电、电动机与电器仪表、计算机硬盘与软件故障多学科领域，尤其在储电&锂离子电池上表现突出，高能电子七色光分数量子点已经给过答案，全产业链的固步自封，只是科研经验惯性导致的墨守成规。

1晶圆截面积最大化增益的难题

①晶圆到电池片有效利用率：

硅料制备提纯-晶圆毛坯-打磨精致晶圆-规方晶坯-切片-硅片缺陷测试优选-制绒-栅线印刷-硅片电池再测试（仪器制造与测试耗能）-组装焊接-封装-组件安装-光电板总成，硅片有效面积S片，与晶圆毛坯截面积S毛的百分比，是电池片的效益率。晶圆在切割182mm光电池硅片过程中，因组件到总成一系列工艺及算法原因，利用率＜64.20%；损耗率35.80%；若加上硅料前期制作热&碳排放，全产业链能耗大于产能，环保评价不赞（图1.1）：

劈角（圆角）182mm硅片晶圆截面积51445.76mm2，182mm硅片面积33026mm2；晶圆损耗51445.76-33026=18419，76mm2；有效利用率33026/51445.76=64.20%；损耗率18419.76/51445.76=35.80%；晶圆截面积最大化增益难题，是硅片构型到光电板总成面积、成本做功面积增益的量子物理学&数学课题。

②光伏产业链节能减排增益：硅料制备提纯-晶圆毛坯-打磨精致晶圆-规方晶坯-切片-硅片缺陷测试优选-制绒-栅线印刷-硅片电池再测试（仪器制造与测试耗能）-组装焊接-封装-组件安装-光电板总成-总成光电转换率测试（仪器制造与测试耗能）-维护-退役-回收-环保处置-运输耗能，为光伏产业链成本。光电板总成单位面积光电转换率是终计值，而不仅是单个硅片电池的光电转换率，现在通用圆角硅片看似放大了晶圆利用率，同时以牺牲总成光电板有效做功面积为代价，从而使光电板成本做功面积光电转换率下降（图1.2）：

圆角182mm硅片晶圆截面积51445.76mm2，182mm硅片面积33026mm2；

圆角占有损失面积98mm2；182mm硅片面积1822-98=33026mm2；

晶圆损耗51445.76-33026=18419.76mm2；182mm圆角硅晶片损失率98/33026=0.298%；

③传统技术无效消耗热排放与碳排放环保评价：光伏领域是一系列高碳排放&高热排放行业，圆角硅片整个流程：硅料制备提纯→晶圆毛坯→打磨精致晶圆→规方晶坯→切片→硅片缺陷测试优选→制绒→栅线印刷→硅片电池再测试→组装焊接→封装→组件安装→光电板总成→总成光电转换率测试→组件运输→总成的维护→退役组件回收→环保处置→光电板热转换与热反射，光伏产业链总耗能W光伏，大于精算后的2023产能W总=5833亿KW/h；

W光伏＞W总=5833亿KW/h；

晶圆仅在圆角182mm片损耗：35.8%×5833=2094亿KW/h；光伏产业链是地球升温的主要推手，碳-热排放给地球生物圈延续构成了不可逆的环境暴殄，。

2-硅晶片光电池分数量子临界发散与反向脉冲电动势能量丢失

①硅晶片光电池八壳层分数量子电荷不连续（强-弱因子流联动）临界发散（少子）丢失：硅元素的量子物理学特征，是八壳层分数量子的强-弱因子流分数量子点与恒定面30°夹角交变振荡，这便是P-N半波超导半波截止的半导体原理（图2.1）：

量子算法[6]：硅能量En=-E/n2；En=m（C◺n）2；或En′=En+F′CoSα°+P-N′；

半径Rn=刀(En)1/2；n=1、2、3…8；临界衡量[10][3][2]结论5刀=1.812188×10-15(单位kg\m\s)；

硅量子（z↑Ee/n硅）八壳层分数电荷级量子（z↑Ene/nn）→（y↑E1e/1）+（z↑E2e/4）+（z↑E3e/3×3）+（z↑E4e/4×4）+（z↑E5e/25）+（z↑E6e/36）+（z↑E7e/49）+（z↑E8e/64）；

八壳层分数量子半径Rn=刀(En)1/2；n=1、2、3……8；

八壳层分数量子角速度C◺n=2πRn/tn；C◺1≠C◺2≠C◺3

≠…≠C◺8；分数电荷量子临界发散，波长频率不连续[9]。C◺1反向脉冲初始电动势（z↑Ee/n硅）→（y↑E1e/1×1）；抵消部分负电荷分数量子e/n2；构成光电转换率上限。

临界发散不连续分数电荷量子（少子）丢失，是单晶硅光电转换率增益障碍之一，由不戴工遮盖测试结果证实，厚度120um光电池硅片分数电荷量子丢失率1.17%（图2.1-1）：

硅料纯度、硅料外延汽化分数量子点D°量子操控、硅片做功厚度……，背景基础理论学术技术陈旧，导致全产业链高能耗低产能，国内外行业新标准有待制定、提升。

②栅线与硅片临界发散不连续分数电荷量子（少子）自耗：（z↑Ee/n硅）半径R硅=刀E硅1/2；

波长频率不连续临界发散分数电荷半径R1＜R2＜R3＜R4＜R5＜R6＜R7＜R8；

速度C◺1的分数正电荷量子e/12反向电动势发生时间t1=2πR1/C◺1；与临界发散分数量子[4]方向相逆，最先到达示波器并发生自耗抵消分数负电荷e-/n量子（z↑Ene/nn）。

③硅晶片光电池反向脉冲电动势能量丢失：反向脉冲电动势本身来自于硅元素原子黯物质核[5]、靠近临界面内测的强因子流[5]第一流形[8]，在自然雷电、电力输送、电器电路、计算机硬盘、无线信号传输多学科领域司空见惯，是能量的一种表达形式，得到利用会使光电转换效率增加，反之则会抵消光电转换（做功少子）效率。

3-硅晶片光电池光电转换分数量子点缺相

①硅元素八壳层分数量子点在量子密钥[7]上的分布：经典理论实验由阴极射线管电子隧道效应，验证了电子强-弱因子流联动临界发散分数电荷量子点的七色光过程，在原子黯物质核谱相（量子密钥[7]）放大条码可见，强因子流黯1分数量子点，与测试仪器迎面而来的是超高能亮线，元素周期表任何元素的谱相量子密钥[8]特征各异，不同元素如硅的半衰期，因强-弱因子流对称性分数量子点守恒状态各异而必然不同，由此可甄别元素半衰期寿程。

②硅晶片光电池光电转换分数量子点缺相：由弱因子流八壳层次声波1、声波2、超声波3、长波4、中波5、短波6、微波7、太赫兹8，强因子流黯光1、白光2、红光3、橙光4、黄光5、绿光6、蓝靘光7、紫光8不同频点（分数量子点）的波照射（辐射）光电板，单晶硅光电板缺相75%；光电转换相25%；

大气光电转换：由地壳运动和人为开埰及工农军排放飘逸到大气中的CH4&CO2，碳C具有光电热半导体现象，因此使来自太空的辐射在地球大气层发生光电热转换，半导体家族氕-碳-硅-锗-锡-铅，在空间度D°变量临界状态下，普遍具有光电热半导体（P-N结半波超导-半波截止）特性，硅元素八壳层16个分数量子点，在各异空间度D°临界[1]结论9状态下，部分壳层[3]会发生各异的光电热半导体现象，这就是光电转换补相的切入点。

③光电池分数电荷量子密度：S光电池×(n4/n16)=25%；有效采光面积最大化为极大值。分数电荷量子数（密度）：Xe/n=m2/(2πR硅)m2；R硅=Dg/Dn（R硅均）：R硅n=刀E硅1/2；Xe/n不连续。

4-硅半导体P-N八壳层分数量子点径迹与栅线量子匹配

①硅半导体P-N八壳层分数量子点径迹与栅线量子匹配统一变换[3]结论8量子算法[6]：在单晶硅光电池片上，不连续光电转换分数电荷量子点径迹，角速度：

C◺n=2πRn/tn；tn=2πRn/C◺n；n=1、2、3……8；tn不连续。

光电转换分数电荷偏转αn=1、2、3…8临界发散径迹各异CoSαn=（E′-E-P+N′）/F′；

E′=E+F′CoS(-30°)+P-N′；E′=E+F′CoS90°+N-N′；E′=E+F′CoS0°+P-N′；

②正向激活电压0.7V，反向(电动势)初始电压＞-0.7V；光电转换电荷分数量子点不连续时间tn=2πRn/C◺n（图4.1）：

不连续发散分数电荷en生成时间tn=2πRn/C◺n；en=-en/n2；分数电荷量子：

（z↑ee/n硅）→（z↑e1e/1）+（z↑e2e/4）+（z↑e3e/9）+（z↑e4e/16）+（z↑e5e/25）+（z↑e6e/36）+（z↑e7e/49）+（z↑e8e/64）强-弱因子流按着P-N-P或N-P-N临界发散。

③单晶硅片P-N集成，单晶硅光电池片中，半衰期同步的每一个硅元素，表达为半导体P-N基础单元二极管D，硅晶片就是P-N的D的集成（图4.3）：

④硅晶片光电池栅线设置，如果未能匹配硅元素光激发分数量子点电动势方向、径迹、角速度、发生时间、D°、整合（量子操控）参数，光电转换非∞。

栅线设置增益，在总成之前仅表现在单个硅片上，当硅片组合总成（图1.2右）电池板后，总成光电板的光电转换率，才表达为实际得率（图2.1），故，硅片与栅线设置与半导体元素的量子模型匹配，是电池板增益设置的参考标的值（图4.3）。

5-光伏全产业链能耗与产能比&

灾害链评价及行业标准

随着光伏产业链需求升级，硅料制备提纯→晶圆毛坯→打磨精致晶圆→规方晶坯→切片→硅片缺陷测试优选→制绒→栅线印刷→硅片电池再测试→组装焊接→封装→组件安装→光电板总成→总成光电转换率测试→组件运输→总成的维护→退役组件回收→环保处置→光电板热转换与热反射→总碳排灾害链→总热排灾害链，是综合能耗/产能与增益评价国内外产业链标准、标准制定的基本参考。

①光伏产业能耗/产能：中国2023年光伏产能W光伏=5833亿KW/h；

光伏产业链总耗能W总＞5833亿KW/h；W总/W光伏＞1；为地球1.5℃热污染增幅，火上浇油了≈0.15℃/年；从环保标准上评价，此前光伏产业链碳排放+热排放是严重污染行业。

②总碳排灾害链：产业链碳排放放大灾害链，碳+热排放表现在厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、局域性强降水、局域性高温、局域性干旱加剧、风暴飓风台风增加、冰室效应（与副热带高压相伴的冷凝低涡产生的冻灾冰雹冻雨）…，灾害链峰值递增，灾害频次陡增，是此前低效率光伏行业产能无法补偿的，碳排放终端是生物圈热污染源。

③总热排灾害链：光伏产业链全链条是热污染源，地球所有灾害的始作俑者是热污染，后果是陆地两极冰川消融、地壳内矿藏冰可燃冰催化加剧、地壳收缩运动加剧至地震灾害频繁、地壳运动加剧导致地下可燃冰石油气氨气催化、释放至等离子层烷氨气体与臭氧发生氢氧聚合……，灾害链是局域性高温、局域性强降水、局域性干旱加剧、风暴飓风台风增加、冰室效应、陆地下沉。

③评价与标准：2020年之前，国际环保组织大气升温目标是W地球=0.7℃/年，2024年，这个目标放大到W地球=1.5℃/年，2024年将突破1.8℃/年，碳排放污染的最终结果仍然是热污染。地球热污染源排名如下：

⑴太阳活动极大期联动地球内能释放热污染占比≈42%×1.5℃/年≈0.63℃/年；

⑵航天、航空、战争、车船、建筑促动地壳活动加剧至地壳石油气可燃冰解压催化飘逸在等离子层氢氧聚合释放热污染占比≈23%×1.5℃/年≈0.345℃/年；

⑶化石能源释放热污染占比≈15%×1.5℃/年≈0.225℃/年；

⑷光伏产业链与光电板换热及热反射释放热污染占比≈10%×1.5℃/年≈0.15℃/年；

⑸水电核电风电等综合释放热污染占比≈6%×1.5℃/年≈0.09℃/年；

⑹植被破坏土壤沙化综合释放热污染占比≈4%×1.5℃/年≈0.06℃/年；

6-分数量子增益光电池设计理念

分数量子增益光电池[1]，以光伏产业链资源利用率、热排放、碳排放、环保效益、行业多学科学术技术等级提升、国内外行业标准制定与提升、社会效益增益为设计理念：

①光伏增益涉及到产业链逐项：硅料制备提纯→晶圆毛坯→打磨精致晶圆→规方晶坯→切片→硅片缺陷（少子及半衰期同步率）测试优选→制绒→栅线印刷→硅片电池再测试→组装焊接→封装→组件安装→光电板总成→总成光电转换率测试→组件运输→总成维护→退役回收→环保处置→总碳排环保评价→总热排环保评价，是光伏综合增益的整体评价项。

②光电转换(少子几率图4.3)率影响因素增益：硅元素纯度→半衰期同步率→硅元素分数量子(少子)点波粒二基态同时性[3]→空间度D°对熔、沸、汽化分数量子点影响→光电转换原子密度与电荷密度关系→光电转换电荷、分数电荷(少子)取向轨迹→二次激发电荷、分数电荷(少子)量子操控整合……。

③晶圆利用率最大化增益：晶圆切片面积利用率最大化增益。

④光电板采光面积光电转换率与硅片光电转换率最大化增益：硅片光电转换率提升，光电板总成光电转换率增益。

⑤临界发散分数电荷与反向脉冲电动势整合利用减耗增益：二次衍生分数电荷（已测试丢失率1.17%）量子整合增益，热压电分数电荷整合利用增益，反向脉冲电动势整合增益。

⑥光电转换分数量子点缺相增益：硅元素光电转换缺相的补相整合增益。

⑦光电热叠加综合利用系统增益：多叠层复励整流增益。

⑧简化测试流程、测试仪器与流程节能增益：硅片、栅线、光电板总成制造过程中，优化减少流水线测试环节和仪器，依此实现全产业链降耗增益。

⑨环保评价碳-热排放递减社会效益增益：减少最终热排放，是最高增益目标。

结语：由《应用量子物理学》[2][4]临界速率[2]结论3：λ=2.031043×1019m/s2临界衡量[2]结论5：和刀=1.812188×10-15(单位kg\m\s)；求证硅元素半导体特征分数量子（少子）点状态，由硅元素P-N结强-弱因子流分数量子轨道交角（图2.1）&（图4.3），模拟了硅元素临界发散分数电荷在硅晶片光电池轨迹和不连续发散时间时间tn=2πRn/Cn过程，光伏全产业链增益设计便水到渠成。（节能减排增益科研组；学术技术加力赵立武）。

参考文献：

[1]王金蕊 赵海洋《分数量子增益光电池》[J]《科技新时代》2024-

[2]赵立武《应用量子物理学》[J]建筑工程技术与设计. 2020-4-428页

[3]赵海洋崔成元赵立武著《应用量子物理学多级重大科学发现》[M]环球出版社ISBN978-981-5177-50-4

[4]赵海洋《分数量子传感分析技术应用》[J]《科技新时代》2024-2

[5]赵海洋崔成元赵立武《序列元素量子密码-量子模型表》[J]中国教师.2021- 22-231页

[6]赵海洋 崔成元赵立武 黄天明《AQP量子算法》[J]《科技新时代》2023.2月-3期6页

[7]赵立武 赵海洋《AQP量子秘钥》[J]《科技新时代》2022年7月14期3页

[8]崔成元赵海洋赵立武《AQP量子秘钥基点》[J]《科技新时代》2023.2月-3期6页

[9]赵立武王剑赵海洋《巴尔莫公式修证&统一场质体八壳层光谱不连续差别的成因1[J]科技新时代2023

[10]赵海洋崔成元赵立武《应用量子物理学多级重大科学发现》著作权登记粤作登字[M]2023-A-00000402

作者简介：

王金蕊：女汉族1972.上海赫爽太阳能科技有限公司创新研发经理.致力能源与光伏增益节能减排18年

赵海洋：女汉族1985.广东）惠州市上夸克科技有限公司经理.致力应用量子物理学学术技术创新15年