为什么说人生价值是社会价值与自我价值的统一

1、 铜铟镓硒薄膜太阳能电池应用研究与进展伍祥武1,2(1.柳州百韧特先进材料有限公司,广西柳州 545006;2.广西铟锡锑工程技术研究中心,广西柳州 545006【摘 要】文章介绍了铜铟镓硒薄膜太阳能电池的当前制备工艺流程、制备技术及材料消耗结构。基于铜铟镓硒薄膜太阳能电池突出的光电转换效率性,分析其开发应用前景,并提出我国发展设想。【关键词】铜铟镓硒薄膜;太阳能电池、研发;设想【中图分类号】TM914.4 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(201008-0105-02太阳能是人类取之不尽,用之不竭的可再生能源,它不产生任何环境污染,是清洁能源。太阳能电池就是把太阳辐照的光能量

2、转化为电能。太阳能电池其独特优势,超过风能、水能、地热能、核能等资源,有望成为未来电力供应主要支柱。据估算,假如把地球表面0.1%的太阳能转换成电能,转换效率仅5%,其每年增发的电量也是目前全球耗能的40倍。太阳光辐射能转化电能是近些年来发展最快,最具活力的研究,人们研制和开发了不同类型的太阳能电池。铜铟镓硒薄膜太阳能电池是多元化合物半导体光伏器件,具有敏感的元素配比和复杂的多层结构,对工艺和制备条件要求极为苛刻,目前只有德国Wirth Solar司l5兆瓦生产线真正地实现了大规模生产。铜铟镓硒薄膜太阳能电池光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首,接近于晶体硅太阳能电池,而成本则是晶体硅电池的三

3、分之一,被国际上称为下一时代非常有前途的新型薄膜太阳能电池,是近几年研究开发的热点。(一铜铟镓硒薄膜太阳电池研究现状1.铜铟镓硒薄膜太阳电池制备工艺铜铟镓硒薄膜太阳电池是在玻璃或其它廉价材料上沉积多层薄膜,薄膜总厚度仅为34微米。该电池成本低,约为晶体硅太阳电池的1/21/3左右;性能稳定,没有衰退现象;抗辐射能力强,适合于空间使用;弱光特性好,在阴雨天也有较高的输出功率;光电转换效率是所有薄膜电池中最高的。其具体制备工艺流程见图1。图1 铜铟硒太阳能光伏电池制备工艺流程图2.铜铟镓硒薄膜制备技术铜铟镓硒电池的吸收层(铜铟镓硒薄膜是电池的核心材料,由铜、铟、镓、硒构成的多元化合物半导体材料,其

4、元素配比是决定材料性能的主要因素。目前,制备铜铟镓硒薄膜的方法主要有“多元分步蒸发法”和“金属预置层后硒化法”,其他方法都是在这两类基础上发展起来的。前者的优点是薄膜材料晶相结构好,设备紧凑生产周期短,节省贵重金属材料;缺点是技术难度大,元素的蒸发速率控制精度要求高,实现大面积薄膜均匀性技术要求高,不容易实现。后者的优点是较易实现元素的精确配比和大面积均匀性,其技术难度要低于蒸发法;缺点是制备CIGS薄膜时间长,设备比较庞大,原料消耗和生产设备成本高于共蒸发。目前,采用“多元分步蒸发法”的主要有德国Würth solar Solar公司;采用“金属预置层后硒化法”的主要有美国Shel

5、l Solar公司和日本Showa Shell Sekiyu公司。表1显示了上述两种方法的铟材料消耗量。表1 1M铜铟镓硒薄膜太阳电池两种方法的铟材料消耗材料 In净消耗(kgIn含损耗(kg 可再生(kg实际消耗(kg共蒸发 33 43 0 43 溅射后硒化+硫化 54 142 88 543.柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池以轻质柔基片为衬底的柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池不但保持着玻璃衬底太阳电池的优良性能,同时还具备重量轻、可卷曲折叠、在制作中可按要求剪裁、不怕摔碰等特点,不但有轻质、抗辐射的优异空间性能,在地面应用也具有非常广阔的市场前景。表2显示了几种空间柔性太阳电池的主要特点比较,从表中可以看出

6、柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池在功率和成本方面具有非常明显的优势。表2 几种空间太阳电池的比较柔性电池类型 功率(W/Kg 功率密度(W/m2 成本($/W 硅电池 260 230 130 砷化镓电池 210 300 260铜铟镓硒电池 1430 210 30-50在地面,柔性CIGS薄膜太阳电池主要有折叠式55W柔性薄膜太阳电池、帐篷顶柔性薄膜太阳电池发电站、太阳电池镶嵌在士兵作战服上、太阳电池作为电子装备的充电器等应用。由于柔性CIGS薄膜太阳电池不但保持着玻璃衬底太阳电池的优良性能,而且具有很多玻璃衬底太阳电池不可比拟的优点,因此,包括我国在内的众多国家都对其进行了研究。国内外柔性CIGS薄膜

7、太阳电池技术水平见表3。【收稿日期】2010-04-26【作者简介】伍祥武(1967-,男,柳州百韧特先进材料有限公司,广西铟锡锑工程技术研究中心高级工程师,从事纳米材料、有色金属及合金的制备与应用研究。- 105 - 表3 国内外柔性CIGS薄膜太阳电池技术水平柔性衬底类型 最高效率比功率电池面积公司或研究机构小面积不锈钢 17.5% 485W/Kg 0.96cm2美国国家可再生能源实验室小面积聚酰亚胺 13% 1182W/Kg1cm2瑞士联邦技术研究院聚酰亚胺(绕带式连续生产8% 727W/Kg 225cm2德国solarion公司钛箔 16.2% 926W/Kg 1cm2德国HMI研究所

8、大面积不锈钢 7.43% 206W/Kg 7715cm2美国环球公司小面积不锈钢 9.3% 222W/Kg 1cm2南开大学(二铜铟镓硒薄膜太阳电池吸收层的材料消耗稀有贵金属铟、硒、镓是铜铟镓硒薄膜太阳电池的关键原材料。溅射法使用的铟是6N以上的高纯铟做成靶材;共蒸发使用的铟是6N以上的高纯铟粒。以太阳电池的标准面积60×120cm2=7200cm2铜铟镓硒太阳电池集成组件为例,转换效率为10%,则输出功率为65Wp/片;相当于90Wp/m2,吸收层厚度为2微米,则需要2cm3铜铟镓硒材料。铜铟镓硒薄膜比重为 5.8g/cm3,则铜铟镓硒薄膜每平米11.6g,约0.1431mol。表

9、4、表5分别展示了不同吸收层厚度兆瓦级铜铟镓硒薄膜材料用量和吸收层为1微米的兆瓦级铜铟镓硒薄膜太阳电池不同转换效率材料用量。表4 不同吸收层厚度兆瓦级铜铟镓硒薄膜材料用量表吸收层厚度材料2微米 1.5微米 1微米 Cu(kg 32 24 16In(kg 43 33 22Ga(kg 11 9 6Se(kg 188 145 94表5 兆瓦级铜铟镓硒薄膜太阳电池不同转换效率材料用量表(吸收层1微米转换效率 10% 11% 12% 13%输出功率 90W/m299W/m2108W/m2117W/m2材料 元素量g/m2元素量kg/Mw 元素量kg/Mw 元素量kg/Mw 元素量kg/Mw Cu 1.0

10、91 15.8 14.3 13.1 12.1In 1.495 21.6 19.6 18.0 16.6Ga 0.389 5.6 5.1 4.7 4.3Se 2.825 94 86 79 73从上述两表可知,减薄吸收层厚度和提高太阳电池转换效率是降低材料消耗的有效途径。(三铜铟镓硒薄膜太阳电池的市场前景光伏产业是20世纪90年代后世界增长最快的高新技术产业之一。“并网发电”技术,已成为大规模推广阳光发电技术的重要发展方向,并已成为光伏电池最大市场。“零耗能房屋和节能房屋向太阳免费索取电和热”变成现实,这标志着光伏发电从补充能源地位向替代能源过渡。而且光伏电池广泛用于电子产品、太阳能汽车、空间飞行器

11、等。全球光伏产业近几年来以每年30%40%速率增长。1990年1994年世界光伏电池平均年产量以11%速率递增,1994年达到69.4MW,1995年1999年平均增长率为24%,2000年2004年平均增长率为43%。2004年世界光伏电池总产量达到1200MW,比上一年增长率为60%,2005年产量达到1818MW,预计到2010年和2020年将分别达到3.7GWp和34GWp。国外许多大公司和国家实验室,如西门子公司(Siemens Solar,美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,已开始大规模地实施制造薄膜太阳能电池的计划,

12、2005年德国投入5500万欧元,正在建造生产能力达10MW的CIS生产线。铜铟镓硒薄膜太阳电池性价比高于硅太阳电池,是晶体硅太阳电池的替代品,有可能是下一代光伏电池的主流产品。铟是铜铟镓硒薄膜太阳电池的主要原材料之一。一旦铜铟镓硒薄膜太阳电池成为光伏电池的主流产品,铟的需求量将会非常巨大,甚至会由于铟资源量不足而成为铜铟镓硒薄膜太阳电池产业向更大规模方向发展的瓶颈。表6是铜铟镓硒薄膜太阳电池不同产量下的有色金属使用量。表6 铜铟硒太阳电池发展其有色金属使用量年产量 1GW 10GW 20GW 30GW 材料 元素量g/m2元素量t/GW 元素量t/GW 元素量t/GW元素量t/GWCu 1.

13、091 15.8 158 316 474In 1.495 21.6 216 432 648Ga 0.389 5.6 51 102 153Se 2.825 94 940 1880 2820由上表可见,铜铟镓硒薄膜太阳电池若达到10GW,其将会成为铟市场的主要消耗对象。(四我国铜铟镓硒薄膜太阳电池研究进展与发展设想1.研究进展铜铟镓硒薄膜太阳电池具有成本低、性能优秀等特点,不久将成为新一代太阳电池的主流产品之一,因此我国将此作为重点发展的高新技术产品之一。在“十五”863可再生能源众多项目中投资强度排在首位。目前,我国已经或即将取得很好的阶段性成果。南开大学信息技术科学学院作为国家863铜铟硒太阳

14、能薄膜电池中试基地,日前成功研制出有效面积为804cm的玻璃衬底铜铟镓硒太阳能电池组件,经电子l8所质量检验中心标准测试,其光电转换率达到7%。这一成果表明,我国已基本掌握了制造铜铟镓硒薄膜太阳能电池设备、工艺,以及电池组件制造的主要核心技术。如已经建立了具有“多元共蒸发”和“溅射后硒化”两种等物理沉积手段的“铜铟镓硒薄膜太阳电池制备平台”和化合物电子薄膜制备平台;完成了0.3MW生产能力的工业化生产薄膜电池组件的设备、相关条件、场地的建设;正在进行一系列重大装备以及配套设备的自主设计与开发研制、中试技术全套工艺的贯通和CIGS大面积集成组件30×30cm2的转换效率达到57%的研制

15、。我们相信这些研究成果将会为后续产业化发展奠定坚实的基础。2.发展设想20082010年,研发120cm×60cm电池生产线达到5MW, 2012年生产的铜铟镓硒薄膜太阳电池组件产品的平均转换效率将达10%以上,同时建立200KW级柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池中试线。20102015年,在5MW生产线的基础上,扩大生产规模,建立多条生产线,同时研发更大规模生产线,由5MW提高到15MW,使生产规模达到50MW以上,争取生产的太阳电池组件的平均效率达12%,年销售额达到25亿元;20202030年实现数百MW生产线。【参考文献】1 赵志明.非晶硅薄膜太阳能电池及生产设备技术发展现状与趋势J

16、.科技情报开发与经济.2009,19(34: 136-137. 2 黄庆举,等.硅太阳能电池的应用研究与进展J.材料开发与应用,2009(12:93-96.3 周传华,陈呖.太阳能电池的研究进展与应用J.科协论1.社会主义核心价值体系基本内容。P132.爱国主义的基本要求和内涵。P403.经济全球化形式下弘扬爱国主义。P484.什么是民族精神P495.我国社会主义道德建设与社会主义市场经济。P1016.公共生活需要公共秩序。P1227.社会主义市场经济条件下必须坚持为人民服务。P1018.正确理解竞争与合作的关系。P849.保持心理健康的途径和方法。P80-8110.法律的含义及其本质。P17

17、611.培养社会主义法制思维。P200学习法律知识,掌握法律方法,参与法律实践12.理想的含义P21,特征P22,与空想的区别P2213.什么是民族精神P4914.集会游行示威法原则,目的,内容P13815.法制与法治的区别P18216.集体主义的原则P10517.继承权的分类P22118.什么是民事权利P22119.信念与信仰的关系P2320.什么是证据,证据的特征P19921.享乐主义人生观内容P7022.法律与道德的关系P12523.跟军人离婚需要的条件P17224.爱情的本质P164特点25.人生的目的是什么P6526.法的作用P134本质17627.国家主席的权利P21628.治安管

18、理处罚种类P13729.具体行政行为与抽象行为的区别P22830.犯罪主体客体,主观客观的区别P23331.犯罪预备,未遂,中止,既遂P23332.个人利益与集体利益的关系P10533.如何创造有价值的人生P767834.结婚的条件P170离婚的规定P17235.法人的分类,法人成立的条件P22036依法执政的内容P184深化司法体制改革P1851.在社会交往和公共生活中公民应该遵守的道德准则是?爱国守法,明礼诚信,团结友善,勤俭自强,敬业奉献。2.中华民族伟大民族精神核心是?在五千多年的发展中中华民族形成了以爱国主义为核心的团结统一,爱好和平,勤劳勇敢,自强不息的伟大民族精神。3.心理健康指

19、的是?从广义上讲,心理健康是指一种高效而满意的,持续的心理状态。从狭义上讲,心理健康是指人的基本心理活动过程内容完整,协调一致。即认识,情感,意志,行为,人格完整和协调,能适应社会,与社会生活同步。4.中国特色社会主义的共同理想信念的基本内容是?坚定对中国共产党的信任,坚定走中国特色社会主义道路的信念,坚定实现中华民族伟大复兴的信心。5.中国特色社会主义的政党制度是中国共产党领导的多党合作和政治协商制度6.新时期爱国主义的主题是?建设和发展中国特色社会主义7.道德最突出也是最重要的社会功能是?导向功能。8.我国公民最基本的道德要求是?爱国9.网络生活中的道德要求是?正确使用网络工具,健康进行网

20、络交往,自觉避免沉迷网络,养成网络自律精神。10.信念是?信念是情感,认知和意志的有机统一体,是人们在一定的认识基础上确立的对某种思想或事物坚信不疑并身体力行的心理态度和精神状态。11.社会主义道德的核心是?社会主义道德建设要以为人民服务为核心,以集体主义为原则。12.社会主义核心价值体系的基本内容是?马克思主义指导思想,中国特色社会主义共同理想,以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神,社会主义荣辱观。13.我国的政体是?人民代表大会制度。14.当代大学生的历史使命具体概括为?当代大学生承担的是建设中国特色社会主义,实现中华民族伟大复兴的历史使命。【在新的起点上继往开来,在现实

21、的基础上迎接挑战】15.人生观包含哪三个方面?人生目的,人生态度,人生价值。16.中华民族传统美德主要包括?第一,“天下兴亡,匹夫有责”的整体主义思想。第二,勤劳勇敢、酷爱自由的民族精神;第三,乐群贵和、孝慈友恭的传统美德;第四,崇尚志向、重视节操的精神境界。此外,谦虚谨慎、务实求真、廉洁奉公、艰苦朴素、诚实守信、尊师敬业等也为人们熟悉和实行。17.在我国,维护我国社会主义公共秩序的两种基本手段是?道德和法律。18.协调个人与他人的关系应该坚持的原则是?平等原则,诚信原则,宽容原则,互助原则。19.我国社会主义法律运行的过程有?主要包括法律制定立法,法律遵守守法,法律执行执法,法律适用司法等环

22、节。20.对待中国传统道德的态度是?取其精华,去其糟粕,批判继承,古为今用。21.被继承人死后,所欠债务怎么处理通常公民所欠税款或债务,并不因公民的死亡而消失,一般由死亡者的财产继承人在遗产实际价值范围内承担。财产继承应该是全面的继承,既继承财产,也继承财产方面的义务,这种继承又称“概括继承”或“总括继承”。所以,在公民死亡后,死者的遗产继承人应负责代替死者交税或偿还债务。至于交纳或偿还债务的数量,继承法规定,以遗产的实际数量额为限,即采用限定的原则。超出部分,继承人不负责偿还。1、为什么说人生价值是社会价值与自我价值的统一?答:人生价值是自我价值与社会价值的统一,具体体现在:首先,一个人自我

23、价值和社会价值是同时并存,不可偏废,不可能只有自我价值而没有社会价值,也不可能只有社会价值而没有自我价值。其次,人生的自我价值必须与社会价值相统一,并通过社会价值表现出来。个人只有把自己同社会和他人联系起来,积极地为社会和他人作贡献,才能实现自我价值。也就是说,当人们在追求自我需要满足的时候,如果同时也满足了社会的需要,这时便将自我价值与社会价值统一了起来。2、实现人生价值的主观条件有哪些?答:实现人生价值的主观条件主要包括两个方面:首先,选择正确的人生价值目标,这是人们追求人生价值的精神支柱。其次,自觉提高自我的主体素质,这是实现人生价值的关键。因此,包括思想道德素质、文化素质、身体心理素质

24、等,增强认识问题和解决问题的能力,这是创造物质财富和精神财富的重要手段,也是实现人生价值的重要主观条件。3、理想的作用是什么?答:理想的作用有:第一,是人生的指路明灯。第二,是人生的精神支柱。第三,是人生的力量源泉。第四,是防腐拒变的思想武器。4、理想是否合理、进步与科学的客观标准是什么?答:理想是否合理、进步与科学的客观标准,一般可依据三方面标准:一是这种理想是不是正确反映了客观事物的发展规律,是不是合乎历史的发展方向;二是这种理想是不是与当时的社会条件相脱离,是不是具有实现的可能性;三是这种理想是不是为社会的大多数人谋利益,是不是有益于社会的发展和进步。5、为什么说社会实践是坚定社会主义信

25、念的根本途径?答:社会实践是坚定社会主义信念的根本途径,其原因是:第一,社会实践是检验信念正确与否、科学与否的惟一标准。第二,社会实践是科学知识产生的源泉,知识的发展和人们对知识的掌握都离不开实践。第三,社会实践是真理性认识上升社会主义信念的关键环节。6、简述中华民族优良道德传统。答:中华民族优良道德传统主要有:第一,“天下兴亡,匹夫有责”的整体主义思想;第二,勤劳勇敢、酷爱自由的民族精神;第三,乐群贵和、孝慈友恭的传统美德;第四,崇尚志向、重视节操的精神境界。此外,谦虚谨慎、务实求真、廉洁奉公、艰苦朴素、诚实守信、尊师敬业等也为人们熟悉和实行。7、试论我们强调在全社会认真提倡社会主义、共产主义道德。答:为了建设和发展有中国特色的社会主义,应当在全社会认真提倡社会主义、共产主义思想道德。首先,人是要有道德的,每一个人都应做一个有道德的人。其次,在社会主义市场经济条件下更需要提倡社会主