技术|黑瓷复合陶瓷太阳板的简介及现状

来源:OFweek 太阳能光伏网发布时间:2019-04-15 10:10:25

黑瓷复合陶瓷太阳板制造方法简单:采用普通陶瓷泥料,用真空螺旋挤制机连续挤出成型为中空陶瓷板素坯,用提钒尾渣和普通陶瓷原料磨制的泥浆覆盖在素坯表面,经干燥、烧制成为中空黑瓷复合陶瓷太阳板。

黑瓷复合陶瓷太阳板造价低、寿命长、效率高,整体为瓷质材料,不透水、不渗水、强度高、刚性好,不腐蚀、不老化、不退色、阳光吸收率不会衰减。以水泥为结合剂将太阳板、承插接口、汇集端口构成直通道太阳板纵列,是陶瓷质直通道薄壁扁盒式结构,板中水体流动、水道宽、不易结垢,板中热水可利用,用于建造陶瓷太阳能房顶,与原房顶共用防水层、保温层,实现与建筑一体化、与建筑同寿命,可以提供低成本热水、夏季空调、冬季取暖,而其造价是普通建筑物、办公楼、居民楼、农村住宅普遍可以承受的。

陶瓷太阳能房顶可以承受35m以上水柱压力,国内现用太阳能装置一般小于10m水柱压力,目前陶瓷太阳能房顶的热效率与真空管热水器相当,表面覆盖的钢化玻璃板可以承受1.5m高度下落红砖的冲击,陶瓷太阳能房顶的主要构件可以具有与建筑相同的使用寿命。

我国现有建筑房顶面积约100亿平方米,每年新增约5亿平方米,另有与建筑房顶面积基本相同的建筑物向阳墙面。陶瓷太阳能房顶的初步试用已取得了良好的效果,其建造成本可为传统太阳热水器的几分之一至十分之一,寿命延长数倍至十倍,为黑瓷复合陶瓷太阳板的生产、经营、市场开发提供了很大的发展空间。

由于黑瓷复合陶瓷太阳板的低成本、长寿命、高效率,黑瓷复合陶瓷太阳板可能成为大规模可再生能源的重要希望。

黑瓷复合陶瓷太阳板已经实现了小规模分段工业化试生产演示过程,已申请中国发明专利和国际发明专利。

黑瓷复合陶瓷太阳板可以使用陶瓷工业现有的原料、设备、工艺进行大规模工业化生产,从而导致太阳能收集器的成本、寿命发生重大、根本性的变化,这种变化是现实需要和技术进步的结果。

黑瓷复合陶瓷太阳板

黑瓷复合陶瓷太阳板是采用无白度要求的普通陶瓷原料连续挤出成型多孔中空陶瓷板状素坯,表面喷涂钒钛黑瓷泥浆,经干燥、烧成为表面是钒钛黑瓷阳光吸收层,基体是普通陶瓷的中空复合陶瓷板,目前尺寸可以达到1200-1500×610×26毫米,壁厚3毫米,是一种陶瓷质薄壁扁盒结构太阳能集热体。使用时采用直通式结构和普通无机材料储水容器,全系统中采用最少量的金属和有机材料。根据2008年6、7、8、9、10月份初步试验,每平方米采光面、每天可以产出热水的热量与真空管太阳能热水器相当。

黑瓷复合陶瓷太阳板整体为瓷质材料,不透水、不渗水、强度高、刚性好,不腐蚀、不老化、不退色,在100℃左右及以下的使用条件下,具有很长的使用寿命,表面层阳光吸收率0.91,不会衰减,采用直通道薄壁扁盒式结构,具有长期较高的光热转换效率,板中水体流动、水道宽、不易结垢,板中热水可利用,而制造成本低廉。可以制造太阳能集热器,更适用于建造陶瓷太阳能房顶、向阳墙面,与建筑共用防水层、保温层,实现与建筑一体化、与建筑同寿命,可以提供低成本热水、夏季空调、冬季暖风,而其造价是普通建筑物、办公楼、居民楼、农村住宅普遍可以承受的。

黑瓷复合陶瓷太阳板还可以有很多应用,如提供工业用热水、养殖业海水(淡水)的加热,目前工厂化海水养殖已经十分普及,我国中部、北部冬季海水温度过低,不利于育苗、养殖,已经成为养殖业的老大难问题,陶瓷太阳能集热器远比常规锅炉、常规太阳能集热器更能抵御海水的腐蚀,通常一家养殖企业会拥有数万立方米的工厂化海水水量,对黑瓷复合陶瓷太阳板来说,仅工厂化海水养殖业就能够提供上千万平方米黑瓷复合陶瓷太阳板的市场容量。
 


黑瓷复合陶瓷太阳板发展现状

1、黑瓷复合陶瓷太阳板已经实现了小规模分段工业化试生产演示过程

陶瓷基体板材的原料和原料处理--由陶瓷厂将普通陶瓷原料以常规的、现有的工业粉碎设备、球磨机加工成为泥浆,以滤泥机压滤成为泥饼,以真空练泥机练制、挤出为泥段,留备自用。有限公司从陶瓷厂购入泥段,用作黑瓷复合陶瓷太阳板基体板材的原料。

黑瓷表面阳光吸收层的原料--由锦州钒业、承德钒钛公司等提供提钒尾渣,将提钒尾渣与普通陶瓷原料混合,用50公斤球磨机磨成钒钛黑瓷泥浆。

陶瓷基体板材的成型--采用Ф500毫米螺旋真空挤出机和专门研制的Ф500-700×30、21孔;Ф500-800×26、25孔挤出模具。真空螺旋挤出机是陶瓷工业常用设备。

陶瓷基体板材素坯的承托和干燥--采用木板架承托和200平方米常温干燥房干燥。采用板架承托和间歇式干燥房或连续式干燥隧道都是陶瓷工业常用的干燥方法。

在陶瓷基体板材素坯的表面喷涂钒钛黑瓷泥浆--采用陶瓷工业常规喷枪将上述黑瓷泥浆喷涂在陶瓷基体板材素坯的表面,烧成后成为钒钛黑瓷阳光吸收层

黑瓷复合陶瓷太阳板的烧成--采用有限公司烧制陶瓷曲面板的间歇式梭式窑烧成。

黑瓷复合陶瓷太阳板的承压检验--目前采用简易工装进行承压检验,规模化生产应采用连续化、自动承压检验设备。黑瓷复合陶瓷太阳板可以承受0.35Mpa的压力,即可承受35米水柱的压力,目前国内绝大部分太阳能热水系统最高水柱10米左右。

目前小规模分段工业化生产过程所产出的黑瓷复合陶瓷太阳板宽度610毫米、长度可以达到1200-1500毫米,已应用于陶瓷太阳能房顶,产品尺寸已初步达到实际使用的要求。

在上述黑瓷复合陶瓷太阳板分段工业化试生产基础上,对普通陶瓷厂,如拥有大型辊道窑的陶瓷墙地砖生产厂,进行少量设备配套,经过试生产过程,实现黑瓷复合陶瓷太阳板的规模化生产是可以做到的,国内陶瓷厂拥有数千条大型辊道窑。

2、黑瓷复合陶瓷太阳板具有较高的集热效率已经得到验证

黑瓷复合陶瓷太阳板的基本特点是低成本、长寿命、长期稳定的阳光吸收比和较高的集热效率。

目前容水量220公斤的水缸自重130公斤,售价40元,以重量计每吨水缸售价308元,一吨普通陶瓷墙地砖毛板售价少于600元,而一吨普通2毫米钢板售价约6500元,售价相差10-20倍,陶瓷比重2.5,钢材比重7.8,若以相同体积的材料相比,两者价格相差30-60倍,这是由各自的原料、生产工艺、生产能耗等因素所决定的,所以大规模生产黑瓷复合陶瓷太阳板可以具有很低的成本是容易证明的。陶瓷材料具有很长的寿命和非常稳定的理化性能,包括长期稳定的阳光吸收比性能也是容易证明的,这是陶瓷材料的本质和通性所决定的。而黑瓷复合陶瓷太阳板是否具有较高的集热效率,则必须以实际产品经过使用、对比才能得出结论。

在平房斜房顶上安装了4台玻璃真空管太阳热水器、两座黑瓷复合陶瓷太阳板陶瓷太阳能房顶。4台玻璃真空管太阳热水器的生产厂是皇明、桑乐、力诺、豪特,我国真空管太阳热水器的生产量占太阳热水器生产总量的90%以上,其余是金属平板式太阳热水器。我国太阳热水器的生产厂约3000家,其中名牌工厂不足10家,总产量约占20%,皇明、桑乐、力诺是公认的名牌产品,经过2008年6、7、8、9、10月份,5个月的对比,以每平方米采光面、每天可以产出热水的热量计算,陶瓷太阳能房顶的集热效率与作为对比的玻璃真空管太阳热水器相当。上述对比试验证明了黑瓷复合陶瓷太阳板具有较高的集热效率,请参见光盘中的视频、水温摘录、水温原始记录。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201904/15/305363.html

责任编辑:yangran
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
金泽大学实施钛矿太阳能电池的铅稳定技术实地测试来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-09 16:18:43

东芝能源系统公司主导该项目,长州工业株式会社、电通信大学和金泽大学共同实施。该试验涉及将叠层的钙钛矿太阳能电池与铅稳定技术集成到户外测试模块中。该活动计划于2025年8月8日至2026年12月举行。

0.7495元/W,通威股份拟中标广西能源集团94.23MW组件来源:索比光伏网 发布时间:2025-12-09 15:35:39

12月8日,来宾市兴宾区迁江镇古欧光伏发电项目光伏组件设备采购中标候选人公示,招标人为广西广投综合能源管理有限公司。要求所有组件应在2026年1月30日前完成供货,具体批次供货计划以甲方通知为准。

复旦大学赵岩&王洋&梁佳Nat Energy:厘米级无富勒烯锡基钙钛矿太阳能电池实现14.51%认证效率来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:33:49

富勒烯基电子传输层常用于锡基钙钛矿太阳能电池以实现高功率转换效率,但其存在成本高、合成复杂、电子迁移率低以及与钙钛矿相互作用有限等问题。该研究展示了非富勒烯ETL在锡基钙钛矿光伏中的潜力。研究亮点:高效率与大尺寸兼备:采用非富勒烯ETL材料P3,实现了小面积16.06%和大面积14.67%的高效率,且均通过第三方认证,为锡基钙钛矿太阳能电池的大面积化提供了可行路径。

朱宗龙等人EES:金属茂盐作为可调控掺杂剂提升钙钛矿太阳能电池效率来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:14:09

我们揭示了掺杂机制,并证明此类掺杂剂可将钙钛矿/OSC异质结处的空穴提取效率提升45%。使用金属茂盐掺杂剂的钙钛矿/OSC光活性层,相比使用传统LiTFSI基掺杂剂的薄膜,对湿气诱导降解的耐受性显著增强。显著增强器件界面稳定性与空穴提取金属茂盐掺杂剂及其反应副产物中性二茂铁能有效钝化钙钛矿表面,诱导能带弯曲并形成表面杂化态,从而提升空穴提取效率。

苏州大学袁建宇Nat. Commun.:原位熵配体工程实现高效率量子点太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:11:57

本文苏州大学袁建宇等人报道了一种高效的原位熵配体工程策略,使用双磷酸酯来提升有机-无机杂化FAPbI量子点的分散性和电荷传输性能。研究亮点:效率突破:认证效率达18.23%通过DEHP熵配体工程,量子点太阳能电池实现18.68%的最高效率,是目前报道的最高效率之一,彰显该策略在提升器件性能方面的强大潜力。

Joule:用可印刷碳阴极增强p-i-n型钙钛矿太阳能电池的可行性:极性反转的起源来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:10:16

可印刷的后电极是钙钛矿太阳能电池规模化应用的关键技术。碳电极在n-i-p结构中已广泛应用,但其在p-i-n结构中的应用因界面能量失配而受限。

天津大学叶龙AM:一种通用弹性体增韧剂用于解决高效有机太阳能电池的脆性问题来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:08:39

兼具高光电效率与机械弹性的有机太阳能电池对于可穿戴设备至关重要。本文天津大学叶龙等人引入一种广泛适用的策略,使用弹性体SEEPS,其通过精细调节与受体的相容性来实现OSCs的增韧。SEEPS诱导显著的次级弛豫以耗散应变能,使断裂应变提高超过11倍。

吴素娟&李永&刘治科AM:硫代羧酸盐介导的缺陷抑制与碘分子清除:实现22.16%高效稳定CsPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:57:01

AP中的硫代羧酸盐基团可强螯合欠配位Pb,钝化缺陷并抑制铅泄露;其含氮部分与I形成氢键,抑制碘空位形成。本工作证明了AP作为高效界面调控剂的有效性,并为稳定高效全无机PSCs的多功能分子工程提供了新思路。高效缺陷抑制与能级优化:AP处理显著提升薄膜结晶质量、降低陷阱态密度,并优化钙钛矿/空穴传输层能级对齐,实现高达22.16%的转换效率与1.29V的高开路电压。

JACS:π-共轭偶极结构:通过协同偶极叠加实现太阳能电池阴极修饰、欧姆接触与缺陷钝化来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:45:40

通过协同利用分子内偶极与锚定基团-金属电极间形成的偶极,Rh-Py可显著增强界面偶极矩,不仅有效强化内建电场,还优化了有机太阳能电池的欧姆接触,使其能量转换效率突破20%。此外,Rh-Py与Pb之间的强相互作用可有效钝化钙钛矿薄膜中的Pb缺陷。

李晓东&方俊锋AM:ITO纳米颗粒稳定倒置钙钛矿太阳能电池中空穴传输层的自组装来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:43:55

近年来,随着自组装分子的应用,倒置钙钛矿太阳能电池的效率迅速提升,但SAM分子易脱附的问题严重制约了器件稳定性。本研究华东师范大学李晓东和方俊锋等人引入功能化的氧化铟锡纳米颗粒,以促进并增强SAM在基底上的自组装。与ITO基底上传统物理吸附、易脱附的OH不同,INPs上的OH基团键合稳定,能耐受溶剂冲洗和长期老化,从而抑制器件老化过程中SAM的脱附。

中节能&宁夏海原县:签署500MW光伏项目开发协议来源:智汇光伏 发布时间:2025-12-09 09:29:18

12月3日,中节能太阳能股份有限公司与宁夏自治区中卫市海原县人民政府签订光伏项目投资框架协议,双方就合作推进建设一期500兆瓦光伏发电项目达成一致意向并展开深入交流。