欧洲研究人员开发出一种简单的热力学方法,可以预测一种物质是否能耐受高温,用于生产常规薄膜,制成光伏设备。这种新方法有助于科学家寻找更好的能源材料。瑞典乌普萨拉大学(UppsalaUniversity)的乔纳森·斯克拉格(Jonathan Scragg),还有他的一些同事来自的英国巴斯大学(Universityof Bath)和卢森堡大学(University ofLuxembourg),他们的成果发表在4月24日的《化学物理物理化学》(ChemPhysChem)杂志上,题为《热力学合成薄膜材料用于太阳能电池》(ThermodynamicAspects of the Synthesis of Thin-Film Materials for SolarCells)。
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“有许多事情要考虑,因为要寻找理想的材料,用于太阳能电池,”斯克拉格说。“这种材料必须非常有效地把光转换成电能,不应该包含任何稀有的,昂贵或危险的原材料,必须易于制造,具有高品质。”现有的大多数无机非硅薄膜太阳能电池技术,采用的要么是有毒物质,如碲化镉(CdTe:cadmiumtelluride),要么就是比较少见的物质,如铜铟镓硒(CIGSe:copper indium galliumselenide)。世界各地的许多研究人员都在寻找替代材料,以克服这些局限性。“我们正面临着一个巨大的问题”,斯克拉格说。“大自然提供了如此众多的不同材料,不可能每一种都测试。我们介绍了一种方法,可以大大简化这一问题。”
在制造过程中,太阳能电池材料必须加热到很高的温度,这一步称为退火,这样它们就可以结晶,达到要求的质量。很多材料无法耐受这样的高温,会碎裂,根本不适合使用。斯克拉格和同事现在找到一种方法,可以事先确定,一种物质是否能够耐受生产过程中产生的高温。他们预测,热处理中,反应发生在几层多元半导体化合物上,采用不同衬底,表明,退火条件可以控制,以Zui大限度地提高材料的稳定性和质量。
科学家们研究了不同的物质,如铜铟镓硒(CIGSe),铜锌锡硒(CZTSe),和其他不太知名的三元和四元半导体。斯克拉格认为,新的方法有很大的帮助,可以找到更好的吸收材料。“在那里,有很多的替代材料,其中有一些非常有前途,也有一些可能永远不会满足太阳能电池的要求。这些替代材料中,只有为数不多的获得所需的时间和资源,得到开发,达到足够高的水平。我们不是专注于一种单一的材料,而是采取更广泛的做法,提供的这种方法可以确定哪些材料可能有用,哪些有根本上的局限性。”他说。
一场新的铅酸蓄电池环保风暴,有可能将在5月来袭。业界期盼已久的《铅酸蓄电池行业准入条件》或将在5月份正式出台。“这将成为中国铅酸蓄电池行业发展的新机。”中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会秘书长徐红表示。
徐红已经在铅酸蓄电池行业工作了30余年。这期间,中国铅酸蓄电池工业从无到有,从小到大。2009年到2011年,一系列“血铅事件”引发国家重拳环保整肃,进而引发行业洗牌,铅酸蓄电池行业经历了有史以来Zui为艰难的阵痛。
2009年到2011年,“血铅事件”相继在陕西、湖南、广东、江苏、湖北、安徽、浙江等地爆发,社会关注度极高。2011年,国家开始重拳整治铅酸蓄电池行业,环保部和工信部等部委开展一系列环保整肃行动,将逾八成铅酸蓄电池企业取缔或关停,整个行业上演“生死劫”。
铅酸蓄电池行业的环保风波,曾让徐红一度非常焦急。在2010年底的一次采访中,徐红坦陈,铅酸蓄电池行业正在遭遇严重危机,“这个行业压力很大。”
而如今,让徐红感觉到行业新机的,正是有可能即将于5月份出台的《铅酸蓄电池行业准入条件》(下称《准入条件》)。“这可以视作中国铅酸蓄电池行业的一个重要里程碑。”徐红认为,《准入条件》实施后,将从根本上解决制约行业发展的环保问题,淘汰落后产能,优化市场竞争环境,行业集中度将提升,并助力产业升级和可持续发展。
风暴来袭
2011年的环保风暴,其集中程度和执行力度,对于铅酸蓄电池行业来说,前所未有。这一年,环保部等九部委对铅酸蓄电池行业进行了专项检查。来自环保部的公开数字称,超过八成的铅蓄电池企业当时被取缔或关停。环保部共排查铅酸蓄电池企业1962家(其中再生铅企业184家),取缔关闭736家,停产整治565家,停业284家。全国26个省(区、市)上收了铅酸蓄电池建设项目环境影响评价审批权限。
2011年,工信部编制了《电池行业清洁生产实施方案》,提出到2012年底,从事涉重金属电池的生产企业将完成一轮清洁生产审核,并实施审核报告中提出的技术改造方案。工信部还将全面实施电池回收政策,把住废旧电池造成污染的环节。工信部还对铅酸蓄电池行业首次提出淘汰落后产能的目标,2012年该行业须淘汰产能746万千伏安时。
破茧待出的《铅酸蓄电池行业准入条件》已经酝酿多时。徐红所在的中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会,早在2010年起,就开始参与起草《准入条件》的草稿。
徐红介绍,相比Zui初的版本,《准入条件》公布的征求意见稿对企业清洁化生产、工艺要求等更加严格,“这体现了国家确实下决心严格监管。这个方向是对的。我们坚决支持。”她说,对于行业大型旗舰企业来说,这些并不是难以达到的要求;对于中小企业来说,还需要努一把力,在《准入条件》规定的过渡期内完成整改,也应当不是问题。而散兵游勇式的小作坊,可借此取缔。
对于企业的生产现状来说,还有一些条目需要细化,一些特例需要个别协商。“比如开口式普通铅酸蓄电池,《准入条件》要求彻底淘汰,我们认为,其涵盖的具体产品内容还可以再沟通。”徐红举例说。
谁的利好
环保重拳整治之后,铅酸蓄电池行业鱼龙混杂的面貌,是不是能够彻底改变?徐红对此仍有担心。因为她发现,在2011年5月,环保部等九部委对铅酸蓄电池行业进行专项整治后,八成企业“出局”,但从2011年年中到2011年年末,国内铅酸蓄电池市场供应基本没有“断档”,只是出现了极短时间的“饥荒”,市场很快又开始达到正常供应。
“很多小作坊式的企业,实际上仍在生产。”徐红说,去年铅酸蓄电池行业的环保风暴过去后,目前已经有700多家非在册企业恢复了正常生产。
国家统计局的数据也印证了徐红的感受,2012年前两个月,我国铅酸蓄电池产量同比增加7.2%。去年,中国精炼铅消费量在400多万吨,其中铅酸蓄电池约占精炼铅消费量的70%。
环保风暴之后,铅酸蓄电池行业主流生产企业,尝到的更多是甜头:骆驼股份2011年营业收入为30.7亿元,同比增长17%;风帆股份则实现营业收入40.74亿元,比上年同期增长25.18%;超威动力2011年营业收入为49.32亿元,同比增长52.9%。除了这些本土生产商业绩飘红,跨国公司同样业绩不俗。天津杰士电池有限公司市场部人士告诉中国经济时报,该公司在2011年实现了尽产尽销。
徐红的担心在于,准入制度等环保重拳,可以监管和督促铅酸蓄电池大企业生产更加规范,但不登记、不注册、偷偷生产的小企业,风声一过,神不知鬼不觉恢复生产。由于这些小企业不需环保及劳保投入,产品极具价格优势,销路自是不愁。它们也正是铅酸蓄电池行业污染Zui重要的,但却是隐形的罪魁祸首。“环保风暴之后,行业的状况是,大型企业受到重压,小作坊生龙活虎。这些小作坊该如何监管,并不是单纯出台准入制度可以解决的。如何监管,不仅仅是铅酸蓄电池行业内部的事,更是广泛的社会问题。”徐红表示。
“环保风暴”之后,铅酸蓄电池行业掀起一股兼并重组的浪潮。超威动力相关人士对中国经济时报表示,该公司正积极寻求提升产能,而在这次行业整合中被淘汰,但具备条件的企业,是其优先考虑的收购对象。
在“环保风暴”压力下,铅酸蓄电池产业的新技术、新产品的研发速度有所加快。比如《准入条件》中规定,禁止新建、改扩建镉含量高于0.002%或砷含量高于0.1%的铅蓄电池及其含铅零部件生产项目。现有此类产品生产线应于2013年12月31日前停止生产。据了解,电动自行车电池80%都是含镉电池,现在,超威、天能等公司,都已经在逐步淘汰相关产品。
2012年,铅酸蓄电池产能和产量将继续增加,预计“十二五”期间的年均增长率将达16%。2011年,我国规模以上企业铅酸蓄电池产量在14230万千伏安/小时,2015年产量将达24000万千伏安/小时。