前言

“中国战略性新兴产业——新材料”丛书是中国材料研究学会组织编著的,被新闻出版广电总局批准为“十二五”国家重点出版物出版规划项目。

根据国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,新材料被列为我国战略性新兴产业之一。该丛书定位为:从战略性新兴产业的高度,着重论述该类新材料在国民经济和国防建设重大工程和项目中的地位和作用、技术基础、最新研究成果、应用领域及发展前景。其特点是体现一个“新”字,即在遵守国家有关保密规定的前提下论述当代新材料的最先进的工艺和最重要的性能。它代表当代全球新材料发展主流,对实现可持续发展具有重要的现实意义和深远的指导意义。丛书共16分册,涵盖了新型功能材料、高性能结构材料、高性能纤维复合材料等16种重点发展材料。本分册为《太阳能新材料》。

太阳能新材料产业是在当前快速增长的能源需求、日渐枯竭的自然资源、日益严峻的节能减排压力下发展起来的,并且必将在未来的几十年中继续保持快速的增长趋势。发展太阳能新材料是能源、环境的挑战带来的最佳机遇。

太阳能热利用是太阳能最早的应用方式,也是目前最广泛的应用方式。太阳能热利用的关键部件是太阳能集热器。中国已成为全球最大的太阳能热水器生产和使用国,对于节约能源、减少碳排放都发挥了重要的作用。太阳能热利用最重要的技术突破是太阳能选择性吸收涂层和保温隔热层的使用。选择性吸收涂层是一种对可见光和近红外光高吸收且对红外光区低发射的特种涂层,它为太阳能的现代利用奠定了技术基础;保温隔热材料保障了吸收的热量不会因热传导和对流而散失。

太阳能光伏发电是当前仅次于热利用的太阳能应用方式。在光伏制造领域,中国是全球第一光伏制造大国,2015年多晶硅产量超过16.5万t,硅片和电池片产量分别超过100亿片和41GW,组件产量达到43GW。在光伏应用方面,2015年,中国新增光伏发电装机容量约15GW,全国光伏发电累计装机容量约43GW,首次超越德国成为全球第一光伏应用大国。当今,光伏发电材料以晶体硅技术为主,但是各类薄膜太阳能电池材料,例如CIGS、CdTe和钙钛矿等也极具发展潜力。

虽然中国是太阳能利用大国,但在太阳能新材料的研究和开发上,中国与发达国家仍存在着明显的差距。有鉴于此,根据行业最新的发展,结合编者多年的研究,我们编著了本书,希望对从事本领域研究、开发、生产和应用的相关专业人员有所裨益。

本书介绍了各类典型太阳能新材料的发展历史、性能特点、生产工艺、市场现状,并对其发展趋势进行了预测。太阳能新材料种类繁多,本书着重论述了太阳能光热新材料中的透明隔热气凝胶、太阳能选择性吸收涂层和碳纤维材料,太阳能光伏新材料中的太阳能电池材料、光伏组件材料和光伏建材,以及太阳能应用中必不可少的储能材料。同时论述了发展我国太阳能新材料的产业背景、战略意义,以及在国民经济和国防建设重大工程中的地位和作用;提出了发展我国太阳能材料产业的主要任务及应对策略。

本书由姜希猛、崔明现、胡小冬、杨岍编著。其中,崔明现编著第1章、第2章;胡小冬编著第3章的3.1、3.2.1~3.2.4、3.3、3.4及第4章;杨岍编著第3章3.2.5~3.2.8。全书由姜希猛统稿。本书在编写过程中参考了大量的文献资料,在此对相关文献资料的作者致以诚挚的谢意。

由于技术发展迅速,加之编者水平所限,因此在内容取舍和文字编排中难免有不妥之处,敬请专家和读者批评指正。

编者

2016年3月