第一篇：絕緣散熱硅膠片的主要應(yīng)用有哪些

絕緣散熱硅膠片的主要應(yīng)用有哪些

散熱硅膠片作為一種新穎的電子界面材料，具有高導(dǎo)熱的同時(shí)兼有柔軟性。一般在設(shè)計(jì)初期就要將散熱硅膠片加入到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與硬件、電路設(shè)計(jì)中。設(shè)計(jì)過程中主要的考量因素包括：導(dǎo)熱系數(shù)考量、結(jié)構(gòu)考量、EMC考量、減震吸音考量、安裝測(cè)試等方面。

在日常生活中，大家都多多少少聽說過導(dǎo)熱散熱硅膠片，那么各位對(duì)絕緣導(dǎo)熱硅橡膠的應(yīng)用的了解又有多少呢？是不是哪個(gè)硅橡膠絕緣子更靠譜是大家比較關(guān)心的問題？

接下來小編為你整理了超實(shí)用的干貨~想了解導(dǎo)熱絕緣材料的，快來看，絕對(duì)超實(shí)用哦！

影響導(dǎo)熱硅膠片性能的主要參數(shù)：

導(dǎo)熱硅膠片用于填充發(fā)熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙的一種導(dǎo)熱介質(zhì)材料，它們的柔性、彈性特征使其能夠用于覆蓋非常不平整的表面。熱量從分離器件或整個(gè)PCB傳導(dǎo)到金屬外殼或擴(kuò)散板上，從而能提高發(fā)熱電子組件的效率和使用壽命。

導(dǎo)熱硅膠片材料的六大關(guān)鍵參數(shù)：（1）導(dǎo)熱系數(shù)；1.5-5.2（W/m-k）（2）材料厚度；0.25mm-15mm（3）材料硬度（壓縮比）；50±5（4）連續(xù)使用溫度：-50～200（℃）（5）擊穿電壓（絕緣性能）；5.0（6）可持續(xù)工作穩(wěn)定，優(yōu)質(zhì)導(dǎo)熱硅膠片具備因素：

在導(dǎo)熱硅膠片的使用中，壓力和溫度二者是相互制約的，隨著溫度的升高，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，導(dǎo)熱軟片材料發(fā)生軟化、蠕變、應(yīng)力松弛現(xiàn)象，機(jī)械強(qiáng)度也會(huì)下降，密封的壓力降低，反之亦然。

（1）有良好的彈性和恢復(fù)性，能適應(yīng)壓力變化和溫度波動(dòng)；（2）有適當(dāng)?shù)娜彳浶?，能與接觸面很好地貼合；（3）不污染工藝介質(zhì)；

（4）有足夠的韌性而不因壓力和緊固力造成破環(huán)；（5）低溫時(shí)不硬化，收縮量??；（6）加工性能好，安裝、壓緊方便；（7）不粘結(jié)密封面、拆卸容易；（8）價(jià)格便宜，使用壽命長。

佳日豐泰散熱硅膠片導(dǎo)熱系數(shù)1.0-7.9W可選，厚度0.3-10.0mm，庫存充足，選擇范圍廣。無論是LED、電源、通訊、醫(yī)療、工控、汽車電子或其他行業(yè)，我們都可為您提供一站式散熱解決方案并免費(fèi)送樣。

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一、導(dǎo)熱硅膠系列：

二、導(dǎo)熱陶瓷系列：

三、電磁屏蔽系列：

四、其它導(dǎo)熱材料：

佳日豐泰致力于導(dǎo)熱絕緣材料在國內(nèi)外的研發(fā)、推廣、應(yīng)用，得到了廣大客戶的支持和信賴，是國內(nèi)外導(dǎo)熱絕緣材料的優(yōu)秀者。公司始終重視研發(fā)投入和技術(shù)創(chuàng)新，目前已擁有本行業(yè)在國內(nèi)外的高端研發(fā)檢測(cè)設(shè)備20多種，公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、航空、國防、汽車以及醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，其產(chǎn)品長期暢銷于歐美、東南亞等多個(gè)國家和地區(qū)。

看小編說了的這么多導(dǎo)熱散熱硅膠片，大家肯定有了自己的想法了吧！希望小編介紹的這些絕緣導(dǎo)熱硅橡膠的應(yīng)用能幫助到大家呢！

第二篇：硅基太陽能電池的發(fā)展及應(yīng)用

..硅基太陽能電池的發(fā)展及應(yīng)用

摘要：太陽能電池是緩解環(huán)境危機(jī)和能源危機(jī)一條新的出路，本文介紹了硅基太陽能電池的原理，綜述了硅基太陽電池的優(yōu)點(diǎn)與不足，以及硅基太陽能電池和其他太陽能電池的橫向比較，硅基太陽能電池在光伏產(chǎn)業(yè)中的地位，并展望了發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景等。

關(guān)鍵詞：硅基

太陽能電池

轉(zhuǎn)換效率

1引言

二十一世紀(jì)以來，全球經(jīng)濟(jì)增長所引發(fā)的能源消耗達(dá)到了空前的程度。傳統(tǒng)的化石能源是人類賴以生存的保障，可是如今化石能源不僅在滿足人類日常生活需要方面捉襟見肘，而且其燃燒所排放的溫室氣體更是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)?。隨著如今全球人口突破70億，能源的需求也在過去30年間增加了一倍。特別是電力能源從上世紀(jì)開始，在總能源需求中的比重增長迅速。中國政府己宣布了其在哥本哈根協(xié)議下得承諾，至2020年全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量比2005年下降40%--45%，非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重提高至少15%左右【6】。

目前太陽能電池主要有以下幾種：硅太陽能電池，聚光太陽能電池，無機(jī)化合物薄膜太陽能電池，有機(jī)化合物薄膜太陽能電池，納米晶薄膜太陽能電池，疊層薄膜太陽能電池等，其材料主要包括產(chǎn)生光伏效應(yīng)的半導(dǎo)體材料，薄膜襯底材料，減反射膜材料等【5】。

（圖1：太陽能電池的種類）

太陽電池的基本工作原理是：在被太陽電池吸收的光子中，那些能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光子，可以使得半導(dǎo)體中原子的價(jià)電子受到激發(fā)，在p區(qū)、空間電荷區(qū)和n區(qū)都會(huì)產(chǎn)生光生電子左穴對(duì)，也稱光生載流子。這樣形成的光生載流子由于熱運(yùn)動(dòng)，向各個(gè)方向遷移。光生載流子在空間電荷區(qū)中產(chǎn)生后，立即被內(nèi)建電場(chǎng)分離，光生電子被推進(jìn)n區(qū)，光生空穴被推進(jìn)p區(qū)。因此，在p-n結(jié)兩側(cè)產(chǎn)生了正、負(fù)電荷的積累，形成與內(nèi)建電場(chǎng)相反的光生電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)除了一部分要抵消內(nèi)建電場(chǎng)以外，還使p型層帶正電，n型層帶負(fù)電，因此產(chǎn)生了光生電動(dòng)勢(shì)，這就是光生伏特效應(yīng)(簡(jiǎn)稱光伏)。

圖1典型的晶體硅太陽電池結(jié)構(gòu)圖【6】

由于太陽能能源有如此優(yōu)越的特性，因此，大力發(fā)展可再生能源成為了當(dāng)今世界的熱門研究領(lǐng)域，從長遠(yuǎn)角度來看，在各種可再生能源技術(shù)光伏發(fā)電自20世紀(jì)90年代后半期進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，最近10年和最近5年的太陽電池的年均增長率都達(dá)到了爆發(fā)性的水平。我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在世界光伏市場(chǎng)的拉動(dòng)下快速發(fā)展起來。2007年我國太陽電池產(chǎn)量達(dá)到了1088 MW，占世界總產(chǎn)量的27.2%，超過了日本(920 MW)和歐洲(1062.8 MW)，成為世界太陽電池的第一大生產(chǎn)國。到了2010年中國光伏電池產(chǎn)量己超過全球總產(chǎn)量的50%，目前己有數(shù)十家公司在海外上市，行業(yè)年產(chǎn)值超過3000億人民幣。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)具有可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn);最豐富的資源來源(太陽)和最潔凈的發(fā)電過程【4】。

由于太陽電池研究涉及的學(xué)術(shù)與技術(shù)內(nèi)容過于廣泛，而且據(jù)近幾年市場(chǎng)數(shù)據(jù)分析，硅基太陽能電池占太陽能電池總產(chǎn)量的98%，故本文只對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)化主要的硅基太陽能電池材料進(jìn)行論述。

硅基太陽能電池的原理與特點(diǎn)

根據(jù)硅片厚度的不同，可分為晶體硅太陽能電池和薄膜硅太陽能電池兩大類。本文主要論述以下幾種硅基太陽能電池的基本原理：?jiǎn)尉Ч杼柲茈姵?，多晶硅太陽能電池，多晶硅薄膜太陽能電池，非晶硅薄膜太陽能電池，微晶硅薄膜太陽能電池?/p>

晶體硅的發(fā)電過程大致如下：P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型 硅，形成P-N結(jié)，當(dāng)光線照射到硅晶體的表面時(shí)，一 部分光子被硅材料吸收，光子的能量傳遞給硅原子，使電子發(fā)生躍遷，成為自由電子，在P-N結(jié)兩側(cè)聚 集，產(chǎn)生電位差。當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作 用下，將有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。

2.1 單晶硅太陽能電池

硅系列太陽能電池中，單晶硅大陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。高性能單晶硅電池是建立在高質(zhì)量單晶硅材料和相關(guān)的成熱的加工處理工藝基礎(chǔ)上的?，F(xiàn)在單晶硅的電地工藝己近成熟，在電池制作中，一般都采用表面織構(gòu)化、發(fā)射區(qū)鈍化、分區(qū)摻雜等技術(shù)，開發(fā)的電池主要有平面單晶硅電池和刻槽埋柵電極單晶硅電池。提高轉(zhuǎn)化效率主要是靠單晶硅表面微結(jié)構(gòu)處理和分區(qū)摻雜工藝。在此方面，德國夫朗霍費(fèi)費(fèi)萊堡太陽能系統(tǒng)研究所保持著世界領(lǐng)先水平。該研究所采用光刻照相技術(shù)將電池表面織構(gòu)化，制成倒金字塔結(jié)構(gòu)。并在表面把一13nm。厚的氧化物鈍化層與兩層減反射涂層相結(jié)合．通過改進(jìn)了的電鍍過程增加?xùn)艠O的寬度和高度的比率：通過以上制得的電池轉(zhuǎn)化效率超過23%，是大值可達(dá)23．3％。Kyocera公司制備的大面積（225cm2）單電晶太陽能電池轉(zhuǎn)換效率為19．44%，國內(nèi)北京太陽能研究所也積極進(jìn)行高效晶體硅太陽能電池的研究和開發(fā)，研制的平面高效單晶硅電池（2cm X 2cm）轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.79%，刻槽埋柵電極晶體硅電池（5cm X 5cm）轉(zhuǎn)換效率達(dá)8.6%。

2.1.1 單晶硅的優(yōu)點(diǎn)和不足

單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率無疑是最高的，在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，雖然其轉(zhuǎn)換效率高，但是制作單晶硅太陽能電池需要大量的高純度硅材料，且工藝復(fù)雜，電耗很大池工藝影響，且太陽能電池組件平面利用率低，致使單晶硅成本價(jià)格居高不下。要想大幅度降低其成本是非常困難的。為了節(jié)省高質(zhì)量材料，尋找單晶硅電池的替代產(chǎn)品，現(xiàn)在發(fā)展了薄膜太陽能電池，其中多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池就是典型代表。

2.2多晶硅太陽能電池

目前，太陽能使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶硅顆粒的集合體，或用廢棄單晶硅材料和冶金基硅材料熔化澆筑而成，其工藝過程是選擇電阻率為100-300??cm的多晶塊料或單晶硅頭尾料，經(jīng)破碎，用1:5的氫氟酸液混合進(jìn)行適當(dāng)?shù)母g，然后用離子水沖洗呈中性，并烘干，用石英坩堝裝好許多硅料，加入適當(dāng)硼硅，放入澆鑄爐，在真空狀態(tài)下加以熔化，熔化后保持約20min,然后注入石墨鑄模中，慢慢冷卻后即基硅錠，然后切片加工成太陽能電池片，即多晶硅太陽能電池。

2.2.1 多晶硅太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)和不足

它的成本和單晶硅差不多，其轉(zhuǎn)換約為12%左右，稍低于單晶硅太陽能電池，但是材料制造簡(jiǎn)便，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到了大量發(fā)展。

2.3 多晶硅薄膜太陽能電池

通常的晶體硅太陽能電池是在厚度350－450μm的高質(zhì)量硅片上制成的，這種硅片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成。因此實(shí)際消耗的硅材料更多。為了節(jié)省材料，人們從70年代中期就開始在廉價(jià)襯底上沉積多晶硅薄膜，但由于生長的硅膜晶粒大小，未能制成有價(jià)值的太陽能電池。為了獲得大尺寸晶粒的薄膜，人們一直沒有停止過研究，并提出了很多方法。目前制備多晶硅薄膜電池多采用化學(xué)氣相沉積法，包括低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）和等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）工藝。此外，液相外延法（LPPE）和濺射沉積法也可用來制備多晶硅薄膜電池【3】。2.3.1多晶硅薄膜太陽能電池的優(yōu)缺點(diǎn)

多晶硅薄膜電池由于所使用的硅遠(yuǎn)較單晶硅少，又無效率衰退問題，并且有可能在廉價(jià)襯底材料上制備，其成本遠(yuǎn)低于單晶硅電池，而效率高于非晶硅薄膜電池，因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽能電地市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。2.4 非晶硅薄膜太陽能電池

非晶態(tài)硅，其原子結(jié)構(gòu)不像晶體硅那樣排列得有規(guī)則，而是一種不定形晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。非晶硅屬于直接帶系材料，對(duì)陽光吸收系數(shù)高，只需要1 ùm厚的薄膜就可以吸收80%的陽光。非晶硅薄膜太陽能電池于1976年問世，非晶硅薄膜太陽能電池的成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。由于硅原料不足和價(jià)格上漲，促進(jìn)了高效使用硅的技術(shù)和非晶硅薄膜系太陽能電池的開發(fā)。非晶硅薄膜電池低廉的成本彌補(bǔ)了其在光電轉(zhuǎn)換效率上的不足，未來將在光伏發(fā)電上占據(jù)越來越重要的位置。但是由于非晶硅缺陷較多，制備的太陽能電池效率偏低，且其效率還會(huì)隨著光照衰減，導(dǎo)致非晶硅薄膜太陽能電池的應(yīng)用受到 限制。目前非晶硅薄膜電池研究的主要方向是與微晶硅結(jié)合，生成非晶硅/晶硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池，這種電池不僅繼承了非晶硅電池的優(yōu)點(diǎn)，而且可以延緩非晶硅電池的效率隨光照衰減的速度，目前單結(jié)非晶硅薄膜電池的最高轉(zhuǎn)換效率為17.4%【3】。

2.4.1非晶硅薄膜太陽能電池優(yōu)點(diǎn)與缺陷

非晶硅薄膜太陽能電池與晶體硅太陽能電池相比，具有重量輕、工藝簡(jiǎn)單、成本低、耗能少和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此受到人們 重視，并得到迅速的發(fā)展。非晶硅薄膜太陽能電池首先實(shí)現(xiàn)商品化，也是目前產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大的薄膜電池。

雖然非晶硅薄膜太陽能電池得到了廣泛的研究和應(yīng)用。但是，依然存在著很多問題需要去解決:y光學(xué)禁帶寬度為1.7 eV，使得材料本身對(duì)太陽輻射光譜的長波區(qū)域吸收不敏感，限制了其光電轉(zhuǎn)換效率;(2)光電轉(zhuǎn)換效率隨著光照時(shí)間的增長而衰弱，即所謂的光致衰退(S W)【2】效應(yīng)，使得電池性能不穩(wěn)定;(3)制備過程中，非晶硅的沉積速率較低，影響了非晶硅薄膜太陽能電池的商業(yè)化生產(chǎn);(4)電池組件的后續(xù)加工困難，如Ag電極的處理問題;(5)在薄膜沉積過程中存在大量的負(fù)面雜質(zhì)，如Oz , Nz和C等，影響薄膜的質(zhì)量和電池的穩(wěn)定性。2.5 微晶硅薄膜太陽能電池

微晶硅薄膜可采用與非晶硅兼容的技術(shù)制備，鑒于非晶硅良好的短波響應(yīng)特性和微晶硅良好的長波響應(yīng)特性，常用微晶硅作底電池，形成非晶硅/微晶硅疊層結(jié)構(gòu)，可大幅度提高轉(zhuǎn)換效率。通過諸多實(shí)驗(yàn)室的努力，微晶硅電池自1994年被報(bào)道以來，轉(zhuǎn)換效率得到明顯的提高。目前，單結(jié)微晶硅電池的效率已超過10%，微晶硅薄膜的制備方法有:基于高氫氣稀釋比，高功率密度的PECVI〕技術(shù);用氫等離子體退火處理a-Si:H薄膜;電子回旋共振擔(dān)CR)等離子體淀積技術(shù);用熱絲法(VV1J或Cat)技術(shù)【1】。2.5.1微晶硅薄膜太陽能電池的優(yōu)勢(shì)與不足

微晶硅薄膜太陽能電池具有過渡層結(jié)構(gòu)，幾乎沒有s-w效應(yīng)，穩(wěn)定性好，可拓展太陽光譜范圍，使其轉(zhuǎn)換效率高，具有與非晶硅材料相同的低溫工藝、工藝簡(jiǎn)單、便于大面積生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，主要存在的問題就是其生長速率較低的問題，不利于降低制造成本。這將成為今后重點(diǎn)的研究方向。主流太陽能電池材料的比較

單晶硅太陽能電池是開發(fā)得最早、使用最廣泛的一種太陽能電池，其結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)和其它方面單晶硅太陽能電池是由高質(zhì)量的單晶硅材料制成的.目前，商用晶體硅光伏產(chǎn)品的光轉(zhuǎn)化率約為20%左右.由于單品硅材料的制作成木昂貴，而半導(dǎo)體薄膜太陽能電池材料只需幾微米厚就能實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換.是降低成本和提高光子循環(huán)的理想材料，非晶硅薄膜太陽能電池是用非晶硅半導(dǎo)體材料制備的一種薄膜電池。非晶硅薄膜太陽能電池可以用玻璃、特種塑料、陶瓷、不銹鋼等為襯底.多晶硅薄膜太陽電池是將多晶硅薄膜生長在低成本的襯底材料上作為太陽電池的激活層。納米Ti0:半導(dǎo)體的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.納米Ti0:半導(dǎo)體用做太陽能電池材料的原理與硅半導(dǎo)體相同.但TiO:是寬禁帶(3.2eV)半導(dǎo)體化合物，應(yīng)用于太陽能電池只有波長較短的太陽光（λ ≥387nm)才能被吸收.而這部分紫外線((300--400nm)只占到達(dá)地面上的太陽光能的4%-6%，太陽能利用率很低.提高太陽能吸收效率的途徑是縮短Tin:半導(dǎo)體的禁帶寬度使其吸收光譜向可見光擴(kuò)展，可以通過金屬離子摻雜、非金屬離子注人、半導(dǎo)體復(fù)合以及染料敏化等幾個(gè)方法來縮短Ti0:的禁帶寬度。

從20世紀(jì)70年代起開始探索一些具有大共扼結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物或金屬配合物用做太陽能電池材料與無機(jī)半導(dǎo)體太陽能電池相比，有機(jī)材料制備太陽能電池具有制造面積大、制作簡(jiǎn)單、廉價(jià)、并且可以在可卷曲折疊的襯底上制備具有柔性的太陽能電池等優(yōu)點(diǎn).有機(jī)太陽能電池材料主要是一些具有大共扼結(jié)構(gòu)的有機(jī)小分子花類化合物、有機(jī)染料分子、富勒烯及其衍生物等.有機(jī)小分子化合物的主要優(yōu)勢(shì)是制備和表征比較簡(jiǎn)單，化學(xué)結(jié)構(gòu)很容易修飾，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和改變官能團(tuán)。

過渡金屬配合物是一類新型的光電材料化合物，它可以兼有過渡金屬離子的變價(jià)特性和有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的多樣性，這類化合物的特點(diǎn)是過渡金屬離子被有機(jī)配體所環(huán)繞，有機(jī)配體易于進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和分子裁剪，而過渡金屬離子的d軌道或漱道上具有未成對(duì)電子，能形成特有的光電性質(zhì)。目前用做太陽電池材料的金屬配合物主要有菁類化合物和具有共扼結(jié)構(gòu)的聯(lián)毗啶過渡金屬配合物。

染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized Soar Cells, DSSCs).以半導(dǎo)體 Ti02薄膜為光陽極，并引入了染料敏化劑，使電池效率達(dá)到7.1%，這種電池的出現(xiàn)為太陽能電池的發(fā)展帶來了新方法，它將帶有發(fā)色團(tuán)的染料分子引人到半導(dǎo)體中，大大增強(qiáng)了半導(dǎo)體TiO,捕獲太陽光的能力。由于現(xiàn)在對(duì)界面電荷的分離機(jī)理還不是很明確，當(dāng)電荷分離形成之后就會(huì)發(fā)生電荷的遷移電子移向正極而空穴移向負(fù)極，從而在兩極間形成一定的電勢(shì)，但在電荷的遷移過程中，也伴隨著電荷的重新結(jié)合(重合)。電荷重合浪費(fèi)了界面電荷分離所儲(chǔ)存的電勢(shì)能，極大地降低光電轉(zhuǎn)化的效率.目前染料敏化太陽能電池材料還存在光電轉(zhuǎn)換率低，或是電池材料的壽命短.因此尋找光轉(zhuǎn)換效率高壽命長的光敏染料是染料敏化太陽能電池材料研究的重要方向。硅基太陽能電池的發(fā)展和應(yīng)用前景 4.1 硅基的發(fā)展歷程

硅基太陽能電池的發(fā)展可劃分為三個(gè)階段（如圖1所示），每一階段效率的提升都是因?yàn)樾录夹g(shù)的引入。

圖1電池效率發(fā)展路程圖

1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室Chapin等人開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池到1960年為第一發(fā)展階段，導(dǎo)致效率提升的主要技術(shù)是硅材料的制備工藝日趨完善、硅材料的質(zhì)量不斷提高使得電池效率穩(wěn)步上升，這一期間電池效率在15%。1972年到1985年是第二個(gè)發(fā)展階段，背電場(chǎng)電池（BSF）技術(shù)、“淺結(jié)”結(jié)構(gòu)、絨面技術(shù)、密柵金屬化是這一階段的代表技術(shù)，電池效率提高到17%，電池成本大幅度下降。1985年后是電池發(fā)展的第三階段，光伏科學(xué)家探索了各種各樣的電池新技術(shù)、金屬化材料和結(jié)構(gòu)來改進(jìn)電池性能提高其光電轉(zhuǎn)換效率：表面與體鈍化技術(shù)、Al/P吸雜技術(shù)、選擇性發(fā)射區(qū)技術(shù)、雙層減反射膜技術(shù)等。許多新結(jié)構(gòu)新技術(shù)的電池在此階段相繼出現(xiàn)，如效率達(dá)24.4%鈍化發(fā)射極和背面點(diǎn)接觸（PERL）電池。目前相當(dāng)多的技術(shù)、材料和設(shè)備正在逐漸突破實(shí)驗(yàn)室的限制而應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中來。目前已經(jīng)有多家國內(nèi)外公司對(duì)外宣稱到2008年年底其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率單晶將達(dá)到18%，多晶將超過17%。

4.2 硅基太陽能電池的應(yīng)用前景

目前，硅基電池已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、通信、軍事、航火等領(lǐng)域。還包括家用電器以及公用設(shè)施。硅基電池的應(yīng)用主要可分為3種類型:并網(wǎng)型、離網(wǎng)和家用電器產(chǎn)品。

4.2.1 并網(wǎng)

進(jìn)入21紀(jì)以來，全球太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電并網(wǎng)容址增長了44.1倍.從2000年的28 7MW遞增至2008年的29.85MW，年均增長率 達(dá)60.99%，同比2007年增長了72.65%.全球太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電并網(wǎng)累積總里增長10.5倍，從2000的1.435G增至2008年的16.4GW，年增長率為35.6%。世界各國都在樓宇和家居屋頂應(yīng)用了太陽能電池，所發(fā)的電大都可以并網(wǎng)。4.2.2離網(wǎng)應(yīng)用

與井網(wǎng)發(fā)電相比，離網(wǎng)發(fā)電具有靈活等特點(diǎn)，特點(diǎn)，始終占據(jù)著重的市場(chǎng)份領(lǐng)，如用于通信聯(lián)絡(luò)中繼站的供電、邊遠(yuǎn)山區(qū)小功率的生活用電等場(chǎng)合。在不少偏遠(yuǎn)地區(qū)如遠(yuǎn)離城市的農(nóng)場(chǎng)、山區(qū)、葡萄園采用離網(wǎng)方式發(fā)電，如水泵的供電系統(tǒng)。功率可高達(dá)441.3KW。

4.2.3 家用電器應(yīng)用

太陽能發(fā)電雖受晝夜、晴雨、季節(jié)的影響，但可以分散地進(jìn)行，所以它適合于各家各戶分散進(jìn)行發(fā)電，而且要聯(lián)接到供電網(wǎng)絡(luò)上。太陽電池日益成為家用電器的“能源心臟”。

1.太陽能電話。以太陽能作能源的無線電話已在英國一家無線電公司問世。它利用頂端上裝的太陽能接收板，可以不斷給電池充電。使用者的聲音通過無線電波輸入附近的電話交換機(jī)，再傳送到各地電話通訊網(wǎng)去。巴黎伏德瓦特公司制作的太陽能收費(fèi)公用電話，耗電量極低，只要在陽光下充電幾小時(shí)，便足夠使用10多天。

2.太陽能冰箱。法國的太陽能冰箱以甲醇為制冰劑，每24小時(shí)可制冰10公斤，保鮮30公斤食物。印度研制出一種倉庫用的大型太陽能冰箱，上部裝的拋物線鏡面將陽光集中在半導(dǎo)體網(wǎng)孔上，把光轉(zhuǎn)換成電流，箱內(nèi)溫度保持在－2℃，可冷藏500公斤食品，每天還可制出25公斤冰來。

3.太陽能空調(diào)器。日本夏普電器公司制造的這種空調(diào)裝置，當(dāng)天氣晴朗時(shí)，全部動(dòng)力都由陽光供給，多云或陰天時(shí)才使用一般電源。期間的轉(zhuǎn)換由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成，用它可使一間18平方米的居室室溫保持在20℃左右，并較一般空調(diào)器節(jié)約電費(fèi)60％以上。

4.太陽能電視機(jī)。芬蘭研制的太陽能電視機(jī)只要白天把半導(dǎo)體硅光電池轉(zhuǎn)換器放在有陽光的窗臺(tái)上，晚上不需電源便可觀看電視。轉(zhuǎn)換器貯存的電能，可供工作電壓為12伏的電視機(jī)使用3至4小時(shí)。印度研制的太陽能電視機(jī)，其能源吸收系統(tǒng)只要每天工作4小時(shí)，即使連續(xù)3天無太陽，也能正常接收信號(hào)播放節(jié)目。

5.太陽能照相機(jī)。日本制作的世界上第一架太陽能照相機(jī)，重量?jī)H有475克，機(jī)內(nèi)裝有先進(jìn)的太陽能電池系統(tǒng)，其蓄電池可連續(xù)使用4年。美國一家公司生產(chǎn)了一種新型的135照相機(jī)。它的光圈、速度均由微電腦自動(dòng)控制，電力則由太陽能硒光電池提供，只要有光線就能供電。

5.總結(jié)

目前晶體硅電池仍然是硅基太陽能電池的主要部分，但由十成木、環(huán)保等發(fā)而的制約。為了尋找晶硅電池的替代品，人們除開發(fā)了硅基薄膜太陽能電池外，又不斷研制其它材料的太陽能電池。其中主要包括砷化嫁III-V族化合物、硫化福、硫化福及銅錮硒薄膜電 池等。但這些材料有些含有劇毒而制約其發(fā)展。

硅基薄膜憑借其而積大、成木低、工藝設(shè)備成熟、易集成、無毒、有多種廉價(jià)襯底選擇以及適合制備柔性電池等優(yōu)勢(shì)，己經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要組成部分。隨著研究的深入，技術(shù)的進(jìn)步和成木的進(jìn)一步下降，薄膜電池將占據(jù)越來越多的市場(chǎng)份額，最終取代體硅材料成為太陽能電池的主要材料。薄膜電池的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是適合作為光伏建筑一體化(BIFV)的材料，非氫化非晶硅薄膜電池的生產(chǎn)線己有很多條，但其紅外波段的響應(yīng)較弱，受到光致衰

減效應(yīng)的影響，組件效率較低。為了充分利用光譜減小光致衰減效應(yīng)以提高效率，非晶微晶疊層電池己成為目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。多晶硅薄膜電池的制備溫度較高，耐高溫襯底的成本

大致為組件制造成本的三分之一，因此尋找低成本的襯底和高效的低溫制備技術(shù)和工藝藝是目前研究的一個(gè)重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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【6】汪建軍，劉金霞。太陽能電池及材料研究和發(fā)展現(xiàn)狀。寧波

第三篇：重鋼鐵水脫硅工藝研究及應(yīng)用

重鋼鐵水脫硅工藝研究及應(yīng)用

（壹佰鋼鐵網(wǎng)推薦）鐵水中的硅并非轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源，過高的硅含量只會(huì)增大轉(zhuǎn)爐脫磷難度，影響煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定。

重鋼采用的是緊湊的“一罐制”生產(chǎn)組織模式，對(duì)鐵水硅含量提出了更高的要求。目前，高爐鐵水硅含量平均為0.45%，基本滿足煉鋼生產(chǎn)需要。但鐵水硅含量波動(dòng)大，一般為0.10%~1.25%，大于0.80%的比例約6%，對(duì)“一罐制”生產(chǎn)順行影響較大。而且，從理論和實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)上分析，鐵水硅含量越低，對(duì)轉(zhuǎn)爐脫磷越有利，故探討、選擇適宜的脫硅工藝很有必要。

高爐到轉(zhuǎn)爐脫硅大不同

高爐出鐵過程脫硅。高爐出鐵過程脫硅最直接的辦法就是在高爐鐵溝內(nèi)進(jìn)行脫硅處理，該處理工藝不增加高爐—鐵水預(yù)處理流程的時(shí)間，且處理能力較大、溫降小。脫后渣還可以在鐵水預(yù)處理工序進(jìn)行處理，不影響“一罐制”模式的順行。這種辦法成本低，在早期的一些文獻(xiàn)中已有記載，脫硅率一般為50%左右。故從現(xiàn)有條件上考慮，重鋼采用自然投入法在高爐鐵溝內(nèi)進(jìn)行脫硅試驗(yàn)。其工藝過程是將脫硅劑投入鐵溝內(nèi)流動(dòng)的鐵水表面，借助鐵水從主溝流入鐵水罐時(shí)的沖擊攪拌作用促進(jìn)脫硅反應(yīng)的進(jìn)行。

從試驗(yàn)結(jié)果可看出：多批次加入脫硅劑有利于脫硅反應(yīng)的進(jìn)行，且波動(dòng)性較一次性加入時(shí)小；最佳的脫硅劑加入方式應(yīng)該是多批次加入，且前期量稍大，并逐漸遞減。

KR法脫硅。KR法的主要原理是以一個(gè)外襯為耐火材料的攪拌器浸入鐵水罐熔池內(nèi)一定深度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪拌，使鐵水形成漩渦，并將加入的熔劑卷入鐵水中，在充分的動(dòng)力學(xué)效果下與鐵水進(jìn)行混合、反應(yīng)的一種方法。這一方法原來一直用于鐵水脫硫，武鋼在上世紀(jì)70年代從日本引進(jìn)，目前在國內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用。

重鋼在210t公稱容量的KR脫硫裝置上進(jìn)行了KR法脫硅試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果可看出：鐵水脫硅率隨脫硅劑加入量增大而提高；盡管進(jìn)KR站鐵水的溫度較高爐出鐵溫度稍低，但充分?jǐn)嚢璧膭?dòng)力學(xué)效果更有利于提高脫硅率。

轉(zhuǎn)爐吹煉過程脫硅。其主要的方式包括轉(zhuǎn)爐雙渣操作和轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)脫硅。

轉(zhuǎn)爐雙渣操作是轉(zhuǎn)爐煉鋼常用的造渣方法，其重要作用之一就是處理含硅量較高的鐵水。生產(chǎn)實(shí)踐證明，轉(zhuǎn)爐雙渣操作基本上可以解決含硅量為0.80%~1.25%的鐵水對(duì)轉(zhuǎn)爐脫磷的影響問題，且主要用于吹煉普碳鋼或走LF精煉工藝路線的一般優(yōu)質(zhì)鋼。但鐵水硅含量越高，轉(zhuǎn)爐操作越不穩(wěn)定，易造成轉(zhuǎn)爐干法泄爆，影響生產(chǎn)順行。故對(duì)于硅含量大于1.25%的異常高硅鐵水還應(yīng)探尋其他解決辦法。

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)技術(shù)目前在國內(nèi)多家鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用和推廣。該工藝是將脫磷、脫碳分別在兩個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行，其中一個(gè)進(jìn)行鐵水脫磷，另一個(gè)轉(zhuǎn)爐將脫磷處理后的鐵水進(jìn)行脫碳升溫，從而取得純凈度較高的鋼水。

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)技術(shù)在設(shè)計(jì)上又分為異跨異爐、同跨異爐和同跨同爐模式。重鋼具備同一轉(zhuǎn)爐分別承擔(dān)脫磷爐和脫碳爐任務(wù)的能力，屬于同跨同爐模式，類似轉(zhuǎn)爐雙渣，作業(yè)時(shí)間短。故此次運(yùn)用轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)技術(shù)試驗(yàn)處理異常高硅鐵水，前一爐吹煉的主要任務(wù)是將鐵水中的硅含量脫至0.40%左右，然后將脫硅處理后的鐵水重新倒入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫碳、脫磷。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫硅率較高，可將異常鐵水的硅含量平均脫至0.43%。但過程控制很不穩(wěn)定，操作工藝還有待進(jìn)一步優(yōu)化。

工藝選擇講究因地制宜

結(jié)合重鋼的生產(chǎn)工藝狀況，上述脫硅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)和脫硅率對(duì)比見附表。

“一罐制”生產(chǎn)組織模式對(duì)時(shí)間節(jié)奏的要求非常嚴(yán)格，不增加“一罐制”生產(chǎn)流程的時(shí)間是生產(chǎn)順行的前提，故高爐出鐵過程脫硅和KR法脫硅的實(shí)用性更高。其中，高爐出鐵過程脫硅的效率較高，應(yīng)作為正常生產(chǎn)過程中的主要脫硅工藝。這兩種脫硅工藝基本可以解決目前比例約占6%的高硅鐵水的問題。由于KR站在初期設(shè)計(jì)上未考慮增設(shè)其他加料裝置，且結(jié)構(gòu)非常緊湊，目前均采用人工投擲的辦法加入脫硅劑，加入量較少。因此，KR法脫硅率還有較大的提升空間。但是否須要進(jìn)一步整改和優(yōu)化，還有待就成本和效益進(jìn)行論證。

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫硅雖然不穩(wěn)定，但仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間，而且其脫后硅含量平均可控制在0.40%~0.45%，基本滿足轉(zhuǎn)爐脫磷要求。高爐在開爐或復(fù)風(fēng)前期以及洗爐時(shí)，常伴有硅含量異常高的鐵水，轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫硅可作為處理這類異常高硅鐵水的應(yīng)急方案。

從降低轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)成本、提高鋼水質(zhì)量上考慮，在鐵耗較高并能保證一定硅含量的前提下，鐵水硅含量應(yīng)越低越好。因此，各鋼廠應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件和要求選擇適宜的鐵水脫硅工藝。（壹佰鋼鐵網(wǎng)推薦）

第四篇：絕緣管型母線的發(fā)展及應(yīng)用調(diào)查報(bào)告目錄1引言

絕緣管型母線的發(fā)展及

應(yīng)用調(diào)查報(bào)告

目 錄

1.引言 ……………………………………….........................................1 2.絕緣管型母線的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn) ………………………………….1 2.1.結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………….1 2.1.1.母線本體結(jié)構(gòu) …………………………………………………...1 2.1.2.絕緣管型母線的整體結(jié)構(gòu) ……………………………………...2 2.2.技術(shù)特點(diǎn) …………………………………………………………...2 3.國內(nèi)外絕緣管型母線的發(fā)展?fàn)顩r ………………………………….4 4.各種型式的絕緣管型母線 ………………………………………….5 4.1.澆注式絕緣管型母線 …………………………………………….5 4.1.1.結(jié)構(gòu)及材料 ……………………………………………………...5 4.1.2.制造工藝及主要設(shè)備 …………………………………………...6 4.2.繞包式絕緣管型母線 …………………………………………….6 4.2.1.結(jié)構(gòu)及材料 ……………………………………………………...6 4.2.2.制造工藝及主要設(shè)備 …………………………………………...7 4.3.擠包式絕緣管型母線 …………………………………………….8 4.3.1.結(jié)構(gòu)與材料 ……………………………………………………...8 4.3.2.制造工藝及主要設(shè)備 …………………………………………...8 5.國內(nèi)絕緣母線的應(yīng)用狀況 ………………………………………….8 6.絕緣管型母線有待改進(jìn)的地方與存在的問題 …………………….9 6.1.母線有待進(jìn)一步研究的技術(shù)問題………………………………10

6.1.1.加強(qiáng)行業(yè)的技術(shù)研究與交流 …………………………………10 6.1.2.進(jìn)一步加深技術(shù)細(xì)節(jié)問題的研究 ……………………………10 6.1.3.改進(jìn)生產(chǎn)工藝研究 ……………………………………………11 6.2.絕緣管型母線的生產(chǎn)行業(yè)管理 ………………………………..11 7.關(guān)于絕緣管型母線的建議 ………………………………………..12 7.1.實(shí)現(xiàn)全絕緣管型母線 …………………………………………..12 7.2.編制標(biāo)準(zhǔn)，完善試驗(yàn) …………………………………………..13 7.3.加強(qiáng)科技投入，加強(qiáng)行業(yè)合作 ………………………………..13

絕緣管型母線的發(fā)展及應(yīng)用情況調(diào)查

1.引言

絕緣管型母線是一種新型母線型式，其實(shí)質(zhì)是利用銅或鋁管母作為導(dǎo)體，外敷絕緣的一種母線產(chǎn)品。

這種母線早期在國外開始應(yīng)用，已有幾十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)大連第一互感器有限責(zé)任公司于2002年開始從德國引進(jìn)技術(shù)，2004年完成型式試驗(yàn)，之后逐步開始生產(chǎn)干式絕緣管型母線。隨后，越來越多的企業(yè)開始制造絕緣管型母線。絕緣管型母線由于其載流量大、機(jī)械強(qiáng)度高、外形尺寸小、電氣絕緣性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，其安裝的環(huán)境適應(yīng)性較好。在近十年的時(shí)間內(nèi)，絕緣管型母線在變電站、發(fā)電廠和大型光伏發(fā)電工程等領(lǐng)域內(nèi)得到了越來越多的應(yīng)用。2.絕緣管型母線的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)

目前，國內(nèi)生產(chǎn)絕緣管型母線的廠家有三十多家，絕緣管型母線的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)形式有較大的差異，在此僅對(duì)一種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析。2.1.結(jié)構(gòu)

2.1.1.母線本體結(jié)構(gòu)

圖.1所示為絕緣管型母線的一般結(jié)構(gòu)，母線的構(gòu)成從內(nèi)到外依次是：金屬管母、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬屏蔽層、外護(hù)層。

金屬管母一般采用銅或鋁管母，絕緣層采用固體絕緣材料，現(xiàn)在具體使用的絕緣材料有多種，導(dǎo)體和絕緣屏蔽層使用的材料也有很多

種，金屬屏蔽層采用銅網(wǎng)或銅帶，外護(hù)層大多采用熱縮套也有采用不銹鋼。

2.1.2.絕緣管型母線的整體結(jié)構(gòu)

絕緣管型母線不是簡(jiǎn)單的一段母線，它在實(shí)際工程中需要由多段直線或彎曲母線、中間接頭、母線終端、三通、支撐結(jié)構(gòu)和穿墻結(jié)構(gòu)組成一個(gè)整體母線系統(tǒng)才能夠投入使用?？傮w上，它是一個(gè)分相形式。2.2.技術(shù)特點(diǎn)

絕緣管型母線由于采用銅管或鋁管母線導(dǎo)體，具有如下特點(diǎn)： 1)載流量大

絕緣管型母線導(dǎo)體采用管型結(jié)構(gòu)，其集膚效應(yīng)低，單位截面的導(dǎo)體的載流量大于同等截面其它形式的導(dǎo)體。如載流量800A的母線，銅管母線需采用Ф32×3，電流密度為2.93A/mm2，而矩形銅母線需采用60×6mm2，電流密度為2.22 A/mm2，管母的導(dǎo)體效率提高了約30%。

2)表面場(chǎng)強(qiáng)低

根據(jù)圓管母線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度（E）與電壓（U）/半徑（R）成正比，同樣截面的銅管母線與矩形母線相比，管母表面的場(chǎng)強(qiáng)是矩形母線的1/10～1/15。因此管母外敷絕緣承受的場(chǎng)強(qiáng)較低，因此帶電運(yùn)行較為安全可靠。

3)機(jī)械強(qiáng)度大

根據(jù)母線截面模量公式：

管型母線截面模量公式為：W= π/32(D4-d4)其中，D—管母外徑，d—管母內(nèi)徑； 矩形母線截面模量公式為W=bh2/6 其中，b—矩形母線寬度，h—矩形母線厚度。

同樣載流量的母線，抗彎截面模量，管型母線是矩形母線的5倍。管母具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，可承受較大的短路電動(dòng)力和較大跨距的抗彎和抗震能力。

4)散熱條件好

管型母線中間空，表面積大，具有良好的散熱條件，這方面性能大大優(yōu)于矩形母線、電纜和其它母線。

除了以上特點(diǎn)外，絕緣管型母線一方面在導(dǎo)體外敷有絕緣層，具有很好的絕緣性能；另一方面導(dǎo)體外敷有導(dǎo)體和絕緣屏蔽層，母線絕緣承受電壓均勻，敷有金屬屏蔽層并接地，使得母線表面電位為零。另外，其具有外護(hù)套，對(duì)外部日照、風(fēng)雨、機(jī)械、有害氣體等進(jìn)行防護(hù)，因此絕緣管型母線還具有如下特點(diǎn)：

5)絕緣性能好

安裝時(shí)不需要考慮安全距離，運(yùn)行可靠性高。6)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)

絕緣管型母線在戶內(nèi)外均可使用，可以在一般的空間中使用，也可以在溝道、隧道內(nèi)架設(shè)。

綜上所述，絕緣管型母線的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有：①載流量大；②表面電場(chǎng)強(qiáng)度低；③機(jī)械強(qiáng)度大；④散熱條件好；⑤絕緣性能好；⑥環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

正因?yàn)榻^緣管型母線具有以上優(yōu)異的技術(shù)特性，使得其在越來越多的領(lǐng)域內(nèi)有取代矩形母線橋、共箱母線和電纜等其他母線的趨勢(shì)，將會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。3.國內(nèi)外絕緣管型母線的發(fā)展?fàn)顩r

國外絕緣管型母線的發(fā)展起步較早，技術(shù)較為成熟，比較知名的母線品牌有德國的PBP（preissinger busbar production）絕緣母線產(chǎn)品、瑞士雷茲SIS絕緣母線系統(tǒng)及德國MGC公司的RIP（resin insulated paper）絕緣管母產(chǎn)品。這些母線產(chǎn)品采用的都是環(huán)氧樹脂抽真空澆注生產(chǎn)工藝，德國MGC公司的RIP絕緣母線在戶外惡劣環(huán)境下使用時(shí)外護(hù)套增加一層不銹鋼罩殼。這種工藝分為兩個(gè)階段，第一階段是將包圍圓導(dǎo)體的絕緣紙?jiān)谡婵諣顟B(tài)下加熱干燥，第二階段是將事前準(zhǔn)備好的澆注罐與母線連接，在壓力的作用下將一種低粘度的樹脂浸入包扎紙中。絕緣管型母線產(chǎn)品在國外已運(yùn)行三十多年，有成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

在國內(nèi)，大連第一互感器有限責(zé)任公司于2002年引進(jìn)德國PBP

公司的技術(shù)，經(jīng)消化吸收后開始制造絕緣管型母線，其絕緣材料采用環(huán)氧樹脂，采用抽真空澆注的生產(chǎn)工藝。隨后，有較多的企業(yè)開始采用繞包工藝生產(chǎn)絕緣管型母線，其絕緣采用聚酯薄膜或聚四氟乙烯帶表面涂硅油復(fù)合絕緣。到2008年，開始有一些企業(yè)研究并采用擠包工藝生產(chǎn)絕緣管型母線，其絕緣材料采用三元乙丙橡膠（EPDM）或硅橡膠。隨后，有部分采用繞包工藝的企業(yè)也開始采用擠包工藝生產(chǎn)絕緣管型母線。

到目前為止，國內(nèi)生產(chǎn)絕緣管型母線的企業(yè)有三十多家，采用的生產(chǎn)工藝有澆注、繞包和擠包三種，他們采用的絕緣材料分別是環(huán)氧樹脂、聚脂薄膜或聚四氟乙烯帶涂硅油復(fù)合絕緣、三元乙丙橡膠或硅橡膠。

4.各種型式的絕緣管型母線

目前，國內(nèi)生產(chǎn)的幾種型式的絕緣管型母線，其整體和局部的結(jié)構(gòu)、各部分使用的材料、生產(chǎn)工藝過程和生產(chǎn)設(shè)備等各方面均有較大差異，以下作簡(jiǎn)要介紹。4.1.澆注式絕緣管型母線 4.1.1.結(jié)構(gòu)及材料

a)本體及其結(jié)構(gòu)如圖1所示: ①金屬管采用銅或者鋁管；

②金屬屏蔽層和絕緣屏蔽層采用非金屬半導(dǎo)電材料； ③絕緣層采用環(huán)氧樹脂； ④金屬屏蔽層采用銅絲網(wǎng)；

⑤外護(hù)套采用熱縮管和不銹鋼 b)中間接頭如圖2所示

圖.2 絕緣管型母線中間接頭

導(dǎo)體連接采用銅帶軟連接，外部是預(yù)制的絕緣套筒，絕緣套管有環(huán)氧樹脂絕緣層，內(nèi)外非金屬半導(dǎo)電屏蔽層，金屬屏蔽層和外護(hù)套。4.1.2.制造工藝及主要設(shè)備

a)按工程需要將金屬管切割、彎曲成型；

b)繞非金屬屏蔽層、絕緣紙，敷金屬屏蔽層和外護(hù)套熱縮管； c)抽真空環(huán)氧樹脂澆注； d)環(huán)氧樹脂烘烤固化。

生產(chǎn)環(huán)氧樹脂絕緣管型母線的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備要求較高，除了管母加工設(shè)備和繞制設(shè)備之外，還必須有環(huán)氧樹脂真空澆注機(jī)和大型烘烤爐等重要設(shè)備。4.2.繞包式絕緣管型母線 4.2.1.結(jié)構(gòu)及材料

a)本體

其結(jié)構(gòu)如圖.3所示。

圖.3 繞包式絕緣管型母線本體

①金屬管；

②電容屏蔽絕緣層;多層聚酯或聚四氟乙烯薄膜和一層鋁箔相間組成；

③金屬屏蔽層：銅帶； ④外護(hù)套：熱縮管。

有些制造廠在金屬屏蔽層與外護(hù)套之間增加外絕緣層，其材料為熱縮管。

b)中間接頭

中間接頭分為兩種，一種是半絕緣，導(dǎo)體連接為軟連接，絕緣為熱縮管，另一種是全絕緣，有的采用預(yù)制環(huán)氧樹脂筒，有的采用絕緣帶現(xiàn)場(chǎng)繞包。

4.2.2.制造工藝及主要設(shè)備

e)金屬管切割彎曲成型； f)繞包絕緣及電容屏蔽層； g)敷金屬屏蔽層和外護(hù)套；

以上加工不需要特別的加工設(shè)備，生產(chǎn)門檻較低。

4.3.擠包式絕緣管型母線 4.3.1.結(jié)構(gòu)與材料

其本體與中間接頭的結(jié)構(gòu)形式與澆注式絕緣管型母線基本上一致，主要是絕緣材料不同。有兩種不同的絕緣材料，一種是三元乙丙橡膠，其內(nèi)外屏蔽層采用非金屬半導(dǎo)電材料；另一種是硅橡膠，其內(nèi)外屏蔽層也采用非金屬半導(dǎo)電材料。

其它結(jié)構(gòu)與澆注式大同小異。4.3.2.制造工藝及主要設(shè)備

擠包式絕緣管型母線的制造過程主要如下：

a)母線直線段制造：在此過程主要是擠包。硅橡膠絕緣采用單層擠包，三元乙丙橡膠絕緣采取絕緣及內(nèi)外屏蔽層三層共擠；

b)母線切割彎曲成型； c)母線端部加工。

因此，擠包絕緣管型母線的生產(chǎn)除需要常規(guī)生產(chǎn)絕緣管型母線的設(shè)備外，還要有絕緣擠包設(shè)備。5.國內(nèi)絕緣母線的應(yīng)用狀況

前面介紹過，絕緣管型母線在歐洲已經(jīng)生產(chǎn)和使用了三十多年，有較為豐富的制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在國內(nèi)，近十年來，絕緣管型母線生產(chǎn)企業(yè)一方面引進(jìn)技術(shù)，一方面積極開拓研究新型絕緣管型母線以推動(dòng)行業(yè)迅速發(fā)展，生產(chǎn)水平和能力不斷提高。目前，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的絕緣管型母線存在著澆注式、繞包式和擠包式三種型式。

隨著國產(chǎn)絕緣管型母線的發(fā)展，國產(chǎn)母線在國內(nèi)和國外的應(yīng)用范

圍越來越廣泛。在國內(nèi)應(yīng)用的行業(yè)有電網(wǎng)系統(tǒng)、發(fā)電行業(yè)、鋼鐵煤炭、石油化工和光伏發(fā)電等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2014年國內(nèi)各行業(yè)使用的絕緣管型母線總長度接近20萬米，其市場(chǎng)銷售額約9億元人民幣。另外，國產(chǎn)絕緣管型母線也出口銷往金磚國家、東南亞國家及韓國，并且，國產(chǎn)絕緣管型母線在國內(nèi)外市場(chǎng)的需求還在不斷增長，有很好的發(fā)展勢(shì)頭。

十年來，絕緣管型母線的使用領(lǐng)域越來越廣，數(shù)量也越來越多，并且有較好的發(fā)展勢(shì)頭。但是，絕緣管型母線也發(fā)生過許多故障，并且有繼續(xù)增加的可能性。在部分省和地區(qū)，已經(jīng)開始限制部分劣質(zhì)的絕緣管型母線的使用，部分行業(yè)也開始限制某些型式的絕緣管型母線使用。

據(jù)不完全調(diào)查，十多年來，絕緣管型母線發(fā)生過如下常見故障類型：

（1）絕緣管型母線終端與設(shè)備連接處嚴(yán)重發(fā)熱；（2）母線絕緣擊穿；（3）中間接頭絕緣擊穿；（4）絕緣管型母線終端絕緣擊穿；（5）金屬屏蔽層接地線熔斷；

（6）母線熱脹冷縮，基礎(chǔ)沉降造成母線變形。6.絕緣管型母線有待改進(jìn)的地方與存在的問題

絕緣管型母線在國內(nèi)生產(chǎn)使用已經(jīng)十多年，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)行業(yè)。為使絕緣管型母線的生產(chǎn)使用進(jìn)一步發(fā)展，需

要對(duì)母線的技術(shù)研究、行業(yè)管理和標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行完善，作進(jìn)一步提升。

6.1.母線有待進(jìn)一步研究的技術(shù)問題

絕緣管型母線生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，除了澆鑄式的生產(chǎn)技術(shù)是引進(jìn)德國的，繞包式和擠包式是借鑒穿墻套管、中壓?jiǎn)涡倦娎|和共箱母線的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展起來的。各個(gè)制造廠技術(shù)研究差異較大，行業(yè)技術(shù)沒有形成合力，整體水平需要提高。

在今后應(yīng)加強(qiáng)如下工作：

（1）加強(qiáng)行業(yè)的技術(shù)研究與交流；（2）進(jìn)一步加深技術(shù)問題的研究；（3）改進(jìn)生產(chǎn)工藝研究。6.1.1.加強(qiáng)行業(yè)的技術(shù)研究與交流

在過去，一種新產(chǎn)品的研發(fā)過程投入較大，技術(shù)研究較為成熟才投入產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。例如，當(dāng)研制國產(chǎn)封閉母線時(shí)，有多個(gè)設(shè)計(jì)院、大專院校和兩家企業(yè)進(jìn)行合作研究，對(duì)封閉母線的使用條件、電磁、熱學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)問題、基本型式、外形尺寸優(yōu)化、端部處理等都進(jìn)行多年深入研究，在這樣的條件下，國產(chǎn)封閉母線使用效果很好，現(xiàn)已經(jīng)歷三十多年的考驗(yàn)。國產(chǎn)絕緣管型母線研究投入不足，今后應(yīng)補(bǔ)這一課，加強(qiáng)行業(yè)的技術(shù)研究與交流。6.1.2.進(jìn)一步加深技術(shù)細(xì)節(jié)問題的研究

有的企業(yè)對(duì)絕緣管型母線的一些經(jīng)常遇到的基本問題還不是很清楚，如母線的金屬屏蔽層，也稱為地屏，地屏需接地，但地屏應(yīng)采

用多大截面，如何接地，接地線截面積應(yīng)多大？有些制造企業(yè)對(duì)地屏的作用和運(yùn)行時(shí)的工作原則沒有透徹的了解，像這樣的技術(shù)問題還很多，應(yīng)加深研究，系統(tǒng)全面解決。6.1.3.改進(jìn)生產(chǎn)工藝研究

絕緣管型母線具有如下特性：1)通過電流大，2)是絕緣母線，3）屬硬母線。參見其它匯流母線的制造，以下部分是母線多發(fā)病的關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）導(dǎo)體的連接

由于母線載流量大，導(dǎo)體連接處的接觸電阻大，會(huì)發(fā)熱，應(yīng)有足夠的導(dǎo)體連接面積，應(yīng)適當(dāng)選擇導(dǎo)體連接接觸面的鍍層和涂料，可靠的采用螺栓連接或壓接。

（2）母線的絕緣

絕緣管型母線系統(tǒng)的絕緣是很復(fù)雜的，包含母線本體、中間接頭、三通、終端及與避雷器連接處的絕緣等。要研究生產(chǎn)的絕緣管型母線在現(xiàn)場(chǎng)安裝后各部分絕緣均無缺陷，并能保護(hù)長期運(yùn)行的母線絕緣保持完善。

（3）母線的機(jī)械強(qiáng)度

絕緣管型母線系統(tǒng)應(yīng)研究在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中對(duì)溫度變化和基礎(chǔ)沉降的補(bǔ)償裝置，對(duì)短路電動(dòng)力、地震力、和風(fēng)壓作用下母線相間距離及支架設(shè)置，以及防止機(jī)械外力損壞的措施。6.2.絕緣管型母線的生產(chǎn)行業(yè)存在的問題

十多年來，許多企業(yè)在努力研究制造技術(shù)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，加強(qiáng)

管理是國產(chǎn)絕緣管型母線質(zhì)量有了長足進(jìn)步，也存在一些企業(yè)沒有認(rèn)真研究掌握絕緣管型母線的生產(chǎn)技術(shù)，不是采用科學(xué)的態(tài)度，盲目生產(chǎn)，影響了行業(yè)的健康發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，應(yīng)加以糾正。

（1）作坊式生產(chǎn)

某些小企業(yè)生產(chǎn)母線的水平很低，在沒有像樣的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)人員的情況下，工人就在一個(gè)簡(jiǎn)陋的廠家內(nèi)用很簡(jiǎn)單的工具手工繞制絕緣加工母線，產(chǎn)品的質(zhì)量不可能有保證。

（2）推出不科學(xué)的產(chǎn)品

絕緣管型母線在額定電壓和電流及其它條件均應(yīng)有其適用范圍，超出范圍，在運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性上均會(huì)產(chǎn)生問題。某些制造企業(yè)在產(chǎn)品樣本上推出額定電壓126kV、252kV、363kV及550kV的產(chǎn)品，另外推出額定電流15000A、20000A、30000A，動(dòng)熱穩(wěn)定電流分別為200kA和80kA的產(chǎn)品，這樣缺乏科學(xué)依據(jù)，夸大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

（3）市場(chǎng)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)

不同型式的絕緣管型母線在生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量方面存在著很大差異。嚴(yán)格質(zhì)量正規(guī)程序生產(chǎn)出來的與作坊式生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在質(zhì)量上和生產(chǎn)成本上差別很大，這樣，不同產(chǎn)品參加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，低價(jià)中標(biāo)對(duì)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不利。還有一些制造企業(yè)推出銅包鋁管母替代銅管母的產(chǎn)品，在行業(yè)內(nèi)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，影響行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。7.關(guān)于絕緣管型母線的建議 7.1.實(shí)現(xiàn)全絕緣管型母線

目前，國內(nèi)的絕緣管型母線存在著所謂的全絕緣母線、半絕緣母線和分段絕緣母線，不是嚴(yán)格意義上的絕緣管型母線。縱觀SF6氣體絕緣母線、封閉母線和共箱母線等均能實(shí)現(xiàn)整個(gè)母線系統(tǒng)全絕緣，包括普通母線段、中間接頭、三通和與其它設(shè)備連接均為全絕緣，母線表面均為零電位。

在目前階段，要做到除與設(shè)備連接處其它部分應(yīng)為全絕緣，并且實(shí)現(xiàn)所有連接均為預(yù)制式，淘汰半絕緣、部分絕緣母線和現(xiàn)場(chǎng)繞包接頭施工。另外，目前僅有個(gè)別企業(yè)能實(shí)現(xiàn)絕緣母線與氣體絕緣柜的連接。今后制造企業(yè)要積極與絕緣管型母線相連接的設(shè)備配合，研究制造出封閉式（全絕緣）的母線終端，這里包括變壓器、開關(guān)柜等，還要研究與避雷器的全絕緣連接，制造出真正意義上的全絕緣管型母線。

7.2.編制標(biāo)準(zhǔn)，完善試驗(yàn)

目前，絕緣管型母線沒有相應(yīng)的行業(yè)、國家和國際標(biāo)準(zhǔn)，也沒有嚴(yán)格的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致進(jìn)入市場(chǎng)的門檻很低。為使這個(gè)行業(yè)健康發(fā)展，應(yīng)盡快的制定行業(yè)、國家和國際標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格各項(xiàng)試驗(yàn)，使絕緣管型母線的制造、試驗(yàn)、銷售、安裝和運(yùn)行都有章可循。7.3.加強(qiáng)科技投入，加強(qiáng)行業(yè)合作

目前，絕緣管型母線的生產(chǎn)企業(yè)很多，技術(shù)上各自為政，互相保守。同時(shí)有的企業(yè)認(rèn)為技術(shù)簡(jiǎn)單，不深入研究就簡(jiǎn)單的仿制致使國內(nèi)整體制造水平低下。其實(shí)要能生產(chǎn)出高品質(zhì)、可靠性高、讓用戶放心使用的產(chǎn)品并非易事。生產(chǎn)企業(yè)可以聯(lián)合研究所、設(shè)計(jì)院、大專院校和測(cè)

試單位，加強(qiáng)科研投入，同時(shí)互相之間加強(qiáng)合作，也可成立行業(yè)協(xié)會(huì)，共同努力使我國絕緣管型母線的產(chǎn)品處于世界領(lǐng)先。