近日,國家能源局發布《能源技術創新“十三五”規劃》,旨在發揮科技創新的引領作用提升能源利用效率,優化能源結構,推進能源技術革命。
能源基礎材料是能源技術發展的基石
燃煤發電機組和燃氣輪機對高溫材料、大型構件用金屬材料提出了更高要求,安全先進核電的發展需要更可靠的核級材料,對可再生能源高效利用的需求促使新型高分子材料、新型電池材料不斷涌現,能源轉換和傳輸形式的發展帶動了新型儲能材料、高效催化劑材料、先進電力電子器件的創新。
能源基礎材料技術發展重點
在能源基礎材料技術領域,結合700℃燃煤發電和重型燃氣輪機技術發展,開展高溫金屬材料的研究,掌握金屬材料測試能力。開展高性能核電用傳熱材料、云母絕緣材料的研發及應用,開展針對核能環境服役的復合材料探索研究。開發鈣鈦礦類光電材料、光伏組件用高分子材料、銀電極材料和碲化鎘薄膜材料,以適應高性能光伏電池發展的需要。開展新型高效儲能材料研制,開展電池儲能系統用聚合物薄膜材料、微納米制電極材料的開發。發展完善各類催化劑材料。以智能電網為導向開展先進電力電子器件研究。
本規劃圍繞高溫材料、核級材料、電池材料、催化劑材料和先進電力電子器件等技術領域部署12個集中攻關項目、3個示范試驗項目、2個應用推廣項目。
T15-高效、低成本晶體硅電池產業化關鍵技術研發及應用
研究目標:實現HIT、IBC等電池國產化,晶體硅電池效率>23%,建成HIT電池和IBC電池的25MW示范生產線。
研究內容:開展低成本晶體硅電池國產化技術攻關,包括關鍵材料、工藝、裝備以及配套輔材的國產化;進行HIT太陽能電池產業示范線關鍵技術研究和示范,進行IBC電池產業示范線研究,并實現規范化、產業化;掌握產業化高透太陽能電池用玻璃制備技術。
起止時間:2016-2020年。
G60-重型燃氣輪機核心熱端部件高溫材料與制造技術
研究目標:掌握F級重型燃氣輪機高溫材料與制造技術,突破未來G/H,J級重型燃氣輪機葉片材料及制造關鍵技術。
研究內容:開展抗熱腐蝕等軸晶鑄造高溫合金及大型渦輪葉片工程化應用技術研究、高強抗熱腐蝕定向合金及定向空心渦輪工作葉片工程化應用技術研究,完成F級重燃用一、二級和G/H級重燃二級渦輪動葉片的研制與考核驗證;突破抗熱腐蝕單晶高溫合金和大型單晶空心葉片制造技術,形成制造規范和驗收標準;開展超級氣冷葉片制造技術研究、高溫長壽命50℃和100℃熱障涂層材料及應用技術研究,發展渦輪葉片用長壽命高溫防護熱障涂層成套技術及涂層使役評估方法和壽命預測模型;建立燃機葉片使役損傷檢測評價標準和基于組織損傷的壽命評估技術。
起止時間:2015-2025年。
G63-核電用絕緣材料關鍵技術研究
研究目標:開發包括高強度層壓制品、長壽命主絕緣云母復合制品、高硬度水溶性硅鋼鋼片漆等系列核電大容量汽輪發電機用絕緣材料,以及抗輻射電纜關鍵材料,形成具有自主知識產權的系列核電用絕緣材料制造技術,實現項目產品在核電機組上應用。
研究內容:研制長期耐熱指數>180℃的耐高溫改性環氧樹脂,突破采用增強材料互補復配技術制備定子槽楔層壓絕緣復合材料的方法;研制長期耐熱指數>155℃的高強度環氧樹脂,研究采用玻璃氈預浸漬工藝技術、真空成型技術制備F級環氧玻璃氈層壓絕緣復合材料的方法;研制具有耐電痕化、耐電弧性特點和良好應用性的過氧化雙環戊二烯環氧樹脂;合成同時具有高硬度(8H)、柔軟性(一級)的完全水溶性樹脂;配制高填料含量的硅鋼片漆;研究適用于VP工工藝及多膠模壓工藝的新型系列云母復合材料。研制開發耐輻照、長壽命交聯聚烯烴、乙丙橡膠等多種核級電纜材料。
起止時間:2016-2020年。
G64-核級SiCf/SiC復合材料技術攻關研究
研究目標:研制核級SiCf/SiC復合材料。
研究內容:研制PIP技術制備低氣孔率、高強度、高熱導的SiCf/SiC復合材料,滿足核級應用的性能要求;研究SiCf/SiC復合材料的無損檢測和性能評價技術、復合材料連接技術與構件制備技術和核級SiCf/SiC復合材料構件制備技術;研究核級SiCf/SiC復合材料制備工藝、微觀組織與性能之間關系,建立復合材料性能評估方法/標準。
起止時間:2016-2020年。
G65-新型鈣鈦礦材料制備太陽能電池研究
研究目標:研究新型的鈣鈦礦類光電材料體系,研制效率超過20%性能穩定的薄膜型單結太陽能電池器件,制備大面積柔性鈣鐵礦電池,鈣鈦礦疊層太陽能電池的效率超過25%。
研究內容:開展新型鈣鈦礦材料(環境友好型鈣鈦礦材料、高相變溫度鈣鈦礦材料、不同帶隙的鈣鈦礦材料)的設計與合成,研究鈣鈦礦薄膜形態的控制方法,以及鈣鈦礦界面材料設計與性質調控,設計新型平面結構鈣鈦礦太陽能電池;突破高效鈣鈦礦疊層太陽能電池技術;研究鈣鈦礦太陽能電池的低溫全溶液制備方法,低溫制備柔性光伏器件;研究鈣鈦礦太陽能電池的穩定性和衰減機制;研究鈣鈦礦電池的封裝技術;研究大面積鈣鈦礦薄膜的制備技術,進而研究大面積鈣鈦礦電池及組件的制備技術。
起止時間:2015-2023年。
G66-高能量密度電池用聚合物薄膜材料研究
研究目標:開發具有自主知識產權的系列能源用高分子薄膜材料實現在高效電池組及高密度儲能元器件上應用。
研究內容:通過分子設計、樹脂合成、配方研究、增強材料及納米功能性填料界面處理、復合材料結構設計及制造工藝研究等,開發耐高溫高強度磺化聚芳醚腈質子交換膜、蜂窩交聯結構的高效質子交換膜、鋰離子電池用聚合物基功能隔膜材料、耐高溫高儲能密度薄膜電容器核心材料和電池用聚合物基功能電極材料等,開展材料在電池組或儲能元器件上的應用驗證研究。
起止時間:2016-2020年。
G67-先進微納米產業制造技術制備電極材料
研究目標:利用先進的微納米制造技術制備高性能的電極材料,應用于高性能電池能源存儲系統的電極界面。
研究內容:突破動力鋰離子電池的電極材料結構形貌控制及其微納米化技術,提高電極材料質量能量密度和體積能量密度,改善電極材料骨架結構穩定,提高材料的循環穩定性和熱穩定性,構筑高性能電極界面;研發高容量的硅負極材料替代傳統的以石墨為主的負極材料,開發高離子電導率、高強度、自修復的隔膜;突破超級電容器用高能量密度、三維多孔、功能化碳材料修飾的電極界面;開發低成本、不易揮發和高離子遷移速率的電解液。
起止時間:2016-2020年。
S46-光伏組件用高分子材料開發及應用
研究目標:形成具有自主知識產權的系列光伏用高分子材料制造技術,實現項目產品在光伏發電上大規模應用。
研究內容:研究耐老化、耐紫外的功能聚醋切片合成配方及工藝;研究模塊化功能(抗老化、抗紫外、導熱、阻燃等)薄膜相關配方與工藝,研發新一代光伏背板基膜材料;研究PVB合成及膠膜工藝、聚苯醚改性配方、支架高分子材料改性等;開發包括多種功能聚醋切片、組裝式功能背板薄膜及其制造技術、PVB及其膠膜材料(替代進口)、光伏電池的長壽命接線盒材料、光伏電池模組支架專用材料,形成具有自主知識產權的系列光伏用高分子材料制造技術,實現項目產品在光伏發電上大規模應用。
起止時間:2016-2020年。
S47-硅太陽能電池的銀電極漿料技術
研究目標:研制出印刷性能優良、低歐姆接觸界面、可焊性好和附著力強的銀電極漿料,形成產業化示范,替代銀電極漿料進口。
研究內容:研究銀電極漿料流變性能和電極/晶硅界面特性、產業化生產技術與品質控制技術,研制出印刷性能優良、低歐姆接觸界面、可焊性好和附著力強的銀電極漿料,降低晶硅太陽能電池組件生產成本;研究大絨面制備及拋光添加劑并進行示范應用;研究硅基低溫銀漿的原理、配方設計與應用性能評估,獲得高性能低溫銀漿的配方,形成產業示范。
起止時間:2016-2020年。
S48-化合物半導體能源材料應用示范
研究目標:開發大面積碲化鎘薄膜太陽能電池組件的規?;圃旒夹g;研發出穩定、環保、低成本銅銦鎵硒(CIGS)產業化技術;研制出高效、高穩定性的高倍聚光III-V族太陽能電池芯片、接收模塊和模組;建成MW級染料敏化太陽能電池幕墻應用示范;建成高功率LED封裝膠國產化應用示范。
研究內容:研究低成本GIGS薄膜太陽電池產業化成套關鍵技術,實現效率高于13%的CIGS薄膜太陽電池組件的規模化生產;系統研究II-VI族三元系半導體的制備方法;研發高純硫化鋅、硒化鋅等II-VI族化合物高純材料的規?;圃旒夹g,研究III-V族光伏材料的制備技術;研究大面積染料敏化太陽能電池批量制備建成MW級染料敏化太陽能電池幕墻應用示范;研究8英寸碳化硅襯底材料穩定制備技術,實現6英寸碳化硅晶體襯底材料批量生產;發展擊穿電壓大于SkV的GaN單晶生長技術,實現6英寸GaN單晶襯底的量產,研究高功率LED封裝膠低成本國產化關鍵技術。
起止時間:2015-2023年。
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