中國科學(xué)院院士、上海太陽能電池研發(fā)中心主任褚君浩21日在第五屆中國電池技術(shù)創(chuàng)新(上海)論壇上介紹國內(nèi)外薄膜太陽能電池研發(fā)進(jìn)展情況時表示,薄膜太陽能電池由于具有柔性、輕質(zhì)、美觀等特點(diǎn),在建筑屋頂、半透明外墻、遮陽系統(tǒng)等領(lǐng)域需求將增大。
歐盟下注技術(shù)突破
歐盟近年來不斷對薄膜太陽能電池領(lǐng)域進(jìn)行投資,目前薄膜太陽能電池的一些關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)取得突破。
2012年,歐盟宣布將在2015年之前為薄膜太陽能電池項目“納米級”提供1000萬歐元科研經(jīng)費(fèi)的預(yù)算,將有13個歐洲研究小組共同參加硫族化合物太陽能電池技術(shù)的開發(fā)。課題任務(wù)是顯著降低生產(chǎn)成本及通過納米結(jié)構(gòu)材料提升薄膜模塊的轉(zhuǎn)換效率。
有分析指出,歐盟與我國的光伏爭端實際上是旨在打壓晶硅電池,力挺薄膜電池。目前全球太陽能光伏主要以晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池為兩條主線。我國絕大多數(shù)的企業(yè)都集中于晶硅領(lǐng)域,歐盟的用意顯而易見。
據(jù)介紹,美國科學(xué)家用成本低廉的銅鋅錫硫材料同乙二醇結(jié)合,制造出成本低廉且不含有毒化合物的銅鋅錫硫薄膜太陽能電池。目前很多薄膜太陽能電池都由銅銦鎵硒制成,原料成本昂貴,銅鋅錫硫薄膜太陽能電池解決了價格問題。
除了價格外,電池效率成為技術(shù)關(guān)鍵所在。褚君浩介紹,上海太陽能電池研發(fā)中心研發(fā)的薄膜電池效率已經(jīng)達(dá)到20.4%,而效率達(dá)到15%基本就可以大面積應(yīng)用。
應(yīng)用前景廣闊
據(jù)褚君浩介紹,第一代光伏電池即晶硅太陽能電池包括單晶硅、多晶硅,第二代光伏電池包括非晶硅、砷化鎵、碲化鎘、銅銦鎵硒等,第三代包括燃料敏化、寬光譜、疊層多結(jié)、量子點(diǎn)/納米、有機(jī)電池等多種新概念電池。薄膜電池主要指第二代和第三代電池,第三代中有些還處于實驗室階段,進(jìn)入市場的不多。
近來光伏需求有所放緩,但是薄膜太陽能電池由于具有柔性、輕質(zhì)、美觀等特點(diǎn),需求好于晶硅電池。褚君浩指出,在一些不適應(yīng)用晶硅電池的領(lǐng)域,薄膜電池發(fā)揮了作用,比如在建筑屋頂、半透明外墻、遮陽系統(tǒng)等領(lǐng)域。由于柔性特點(diǎn),薄膜太陽能電池甚至可以做在衣服上面、帳篷上面。而高效率的特點(diǎn),使得薄膜太陽能電池可以應(yīng)用于飛機(jī)、飛艇、太陽能電池汽車等領(lǐng)域。褚君浩舉例表示,鋰電池和太陽能電池可以同時使用在電動汽車上,陽光充足時可以用太陽能,用不完的太陽能儲存在鋰電池中,也可以減少鋰電池常規(guī)的充電。
可關(guān)注公司
目前A股上市公司中涉及薄膜太陽能電池的公司主要有風(fēng)帆股份、廣東榕泰、天威保變和綜藝股份等。
廣東榕泰2011年6月23日公告,公司擬聯(lián)合廣東信泰科技有限公司共同成立廣東榕泰光伏科技有限公司,從事金屬薄膜太陽能光伏產(chǎn)品的研發(fā)、制造和銷售等。公司當(dāng)時還宣布,擬建設(shè)銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池研究開發(fā)中心,主要開發(fā)銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的制造工藝及光電轉(zhuǎn)換效率技術(shù)。
風(fēng)帆股份太陽能薄膜業(yè)務(wù)主要在子公司保定風(fēng)帆光伏能源公司中。2008年8月,風(fēng)帆股份宣布控股設(shè)立保定風(fēng)帆光伏能源有限公司,主要從事研發(fā)、設(shè)計、制造、銷售非晶硅薄膜電池。
“人造太陽”獲突破超導(dǎo)概念或受追捧
8月16日,在國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃總部官員的現(xiàn)場監(jiān)造下,765米CB超導(dǎo)電纜導(dǎo)體在白銀有色長通公司下線。據(jù)悉,這條導(dǎo)體是ITER裝置中運(yùn)行的最大長度超導(dǎo)纜,意味著“人造太陽”再次獲得突破。分析人士指出,超導(dǎo)電纜導(dǎo)體再獲突破,二級市場上與核聚變相關(guān)的超導(dǎo)電纜導(dǎo)體已出現(xiàn)了集體的上漲;更何況,早在10年前,中國政府就正式參加了iter計劃談判,并成為該計劃合作的成員之一,而根據(jù)協(xié)議,我國將承擔(dān)70%的管裝電纜導(dǎo)體生產(chǎn)量,因而預(yù)計與超導(dǎo)電纜導(dǎo)體相關(guān)的上市公司寶勝股份(600973)、沃爾核材(002130)、百利電氣(600468)、江蘇神通(002438)將繼續(xù)獲得資金青睞。
人造太陽揭示未來能源方向
在國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃總部官員的現(xiàn)場監(jiān)造下,765米CB超導(dǎo)電纜導(dǎo)體在白銀有色長通公司下線,這意味著“人造太陽”再度獲得突破。
據(jù)介紹,ITER裝置是產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克,旨在建立人類可持續(xù)的清潔能源體系,俗稱“人造太陽”。2003年1月,中國政府正式參加ITER計劃談判,成為該計劃合作成員之一。且根據(jù)協(xié)議,我國將承擔(dān)70%的管裝電纜導(dǎo)體生產(chǎn)量。
業(yè)內(nèi)人士指出,超導(dǎo)電纜導(dǎo)體是ITER裝置中超導(dǎo)電纜的核心部分,按一定的絞合參數(shù),將0.73毫米直徑的低溫超導(dǎo)材料及金屬單線分5級絞合成多股導(dǎo)體。而且每級絞合的參數(shù)都要上傳到ITER數(shù)據(jù)系統(tǒng),并通過項目官員的分析確認(rèn)。
據(jù)悉,白銀有色長通公司是我國電線電纜行業(yè)的骨干企業(yè)。該公司研制生產(chǎn)的各類高低溫超導(dǎo)電纜成功應(yīng)用在航天、新能源和物理基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域,今年已經(jīng)向ITER提供的4條CB、PF5型號電纜導(dǎo)體,均已組裝運(yùn)行。
而根據(jù)資料顯示,國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃倡議于1985年,并于1988年開始實驗堆的研究設(shè)計工作;經(jīng)過十三年的努力,耗資十五億美元,在集成世界聚變研究主要成果基礎(chǔ)上,ITER工程設(shè)計于2001年完成。ITER計劃將歷時35年,其中建造階段10年、運(yùn)行和開發(fā)利用階段20年、去活化階段5年。而據(jù)相關(guān)報道,中國政府表示堅定支持中國參與ITER計劃。
ITER計劃是目前世界上僅次于國際空間站的又一個國際大科學(xué)工程計劃。該計劃將集成當(dāng)今國際上受控磁約束核聚變的主要科學(xué)和技術(shù)成果,首次建造可實現(xiàn)大規(guī)模聚變反應(yīng)的聚變實驗堆,將研究解決大量技術(shù)難題,是人類受控核聚變研究走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵一步,因此備受各國政府與科技界的高度重視和支持。
而核聚變研究是當(dāng)今世界科技界為解決人類未來能源問題而開展的重大國際合作計劃。與不可再生能源和常規(guī)清潔能源不同的是,聚變能具有不污染環(huán)境、不產(chǎn)生高放射性核廢料等優(yōu)點(diǎn),是人類未來能源的主導(dǎo)形式之一,也是目前認(rèn)識到的可以最終解決人類社會能源問題和環(huán)境問題、推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。
推動核能產(chǎn)業(yè)大發(fā)展
現(xiàn)在各國普遍采用的核電站,是靠核裂變產(chǎn)生的能量發(fā)電,而國際熱核聚變實驗堆則是靠核聚變獲取能量。簡言之,利用聚變獲取能量將更加環(huán)保、可利用資源無限大、還不會產(chǎn)生放射性廢料。由于國際熱核聚變實驗堆的反應(yīng)原理與太陽內(nèi)部的聚變原理一樣,因而被人們形象地稱為“人造太陽”。
中國核工業(yè)集團(tuán)公司核聚變專家段旭如曾表示,從理論上看,國際熱核聚變實驗堆幾乎能為人類提供無窮的能源。核聚變帶來的資源無限,它主要是從新的同位素氘和氚以深海里面提取的氘,若全部反應(yīng)掉,釋放出的能量相當(dāng)于300升汽油提供的能量。
如今,正在法國南部城市卡達(dá)拉舍建設(shè)的ITER工程是目前世界上規(guī)模最大的國際科研合作項目之一。中國早在2003年2月宣布作為全權(quán)獨(dú)立成員加入該計劃談判,這意味著中國承諾承擔(dān)國際熱核聚變實驗堆工程總造價100億歐元的10%,并享受全部知識產(chǎn)權(quán)。
需要指出的是,如果重原子核在中子打擊下分裂放出的“裂變能”是當(dāng)今原子能電站及原子彈能量的來源,則兩個氫原子核聚合反應(yīng)放出“核聚變能”就是宇宙間所有恒星(包括太陽)釋放光和熱及氫彈的能源。
目前人類已經(jīng)能控制和利用核裂變能,但由于很難將兩個帶正電核的輕原子核靠近從而產(chǎn)生聚變反應(yīng),控制和利用核聚變能則需要?dú)v經(jīng)長期的、非常艱苦的研發(fā)歷程。在所有的核聚變反應(yīng)中,氫的同位素——氘和氚的核聚變反應(yīng)(即氫彈中的聚變反應(yīng))相對來說較易于實現(xiàn)。
超導(dǎo)概念或受追捧
超導(dǎo)電纜導(dǎo)體技術(shù)的再獲突破,無疑會掀起二級市場上與核聚變相關(guān)的超導(dǎo)電纜導(dǎo)體炒作熱潮,預(yù)計與超導(dǎo)電纜導(dǎo)體相關(guān)的上市公司寶勝股份、沃爾核材、百利電氣、江蘇神通將獲得資金青睞。
寶勝股份(600973):公司于2007年開始與有關(guān)部門合作,掌握了超導(dǎo)電纜的全部關(guān)鍵技術(shù),其研制的超導(dǎo)電纜分別于2008年8月15日、2009年3月20日通過了技術(shù)評審。同時,公司2011年的年報披露,其ITER超導(dǎo)期末項目金額為188萬元,已完成99%。一旦我國承擔(dān)的ITER用超導(dǎo)電纜投入商用生產(chǎn),則預(yù)計超導(dǎo)電纜的需求金額將達(dá)到10億元以上;不過公司方面表示目前尚無法預(yù)計超導(dǎo)電纜銷售對公司銷售規(guī)模及利潤的影響。
沃爾核材(002130):公司以募集資金18850萬元投資環(huán)保阻燃熱縮、冷縮材料及系列制品產(chǎn)業(yè)化,達(dá)產(chǎn)后新增8.4億米環(huán)保阻燃電子熱縮套管、1.4億米特材、1.5億米輻射交聯(lián)電線、42萬套熱縮電力電纜附件和10萬套冷縮電力電纜附件產(chǎn)能,公司方面預(yù)計稅后利潤可達(dá)5428萬元。據(jù)悉,該項目是國家發(fā)改委民用非動力核技術(shù)應(yīng)用項目中在輻射交聯(lián)環(huán)保阻燃熱縮材料領(lǐng)域內(nèi)的項目。
百利電氣(600468):2012年8月,公司擬以不低于10.92元/股(原擬不低于16.39元/股),不超過10073萬股(原擬不超過6500萬股),募資投向高溫超導(dǎo)相關(guān)項目,該項目包括三個子項目,分別為超導(dǎo)限流器、高溫超導(dǎo)線材、超導(dǎo)技術(shù)研究中心。公司方面預(yù)計達(dá)產(chǎn)后可產(chǎn)生銷售收入10.2億元,年平均利潤總額為6507萬元。
江蘇神通(002438):公司以募集資金16935萬元投資“核電閥門擴(kuò)大生產(chǎn)能力項目”,達(dá)產(chǎn)后新增核電閥門13000臺/年的生產(chǎn)能力,核電閥門產(chǎn)能將從項目實施前的2000臺/年增加到15000臺/年,公司方面預(yù)計年均新增稅后利潤可達(dá)3631.13萬元。據(jù)悉,該募投項目2012年末已建成投產(chǎn)。
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