在成都中建材光電材料有限公司,一條長達(dá)560 多米的“發(fā)電玻璃”生產(chǎn)線將一塊塊普通玻璃鍍上一層碲化鎘光電材料,就成了可發(fā)電的建筑材料。
憑借這項(xiàng)“神奇”的技術(shù),成都中建材建成了中國首條具有國際先進(jìn)水平、年產(chǎn)80兆瓦碲化鎘薄膜弱光“發(fā)電玻璃”工業(yè)4.0 示范生產(chǎn)線,成都中建材也因此成為綠色建筑能源材料產(chǎn)業(yè)鏈上當(dāng)之無愧的鏈長級企業(yè)。
今年3月初以來,國家能源局、國家發(fā)改委、財(cái)政部、人民銀行、生態(tài)環(huán)境部、工信部、銀保監(jiān)會(huì)等部門接連發(fā)出利好光伏產(chǎn)業(yè)的聲音和政策。尤為值得一提的是,中央財(cái)經(jīng)委首次將光伏等新能源確立為主體能源的立場,進(jìn)一步增強(qiáng)了行業(yè)信心,“十四五”期間光伏必大有可為。
“掛在墻上的油田”
碲化鎘薄膜太陽能電池是一種能夠在弱光環(huán)境下正常發(fā)電的新型材料,每塊發(fā)電玻璃年發(fā)電量為260—270度,被形象地稱為“掛在墻上的油田”。
這種“發(fā)電玻璃”集材料與能源于一體,實(shí)現(xiàn)了玻璃與材料的有機(jī)結(jié)合,具有尺寸大、耗能低、無污染、可回收、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特性,在新型建筑材料領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展空間,能夠廣泛應(yīng)用于幕墻、公路、水上電站、航空航天、軍用設(shè)施等領(lǐng)域。
要將碲化鎘發(fā)電玻璃從理論轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,需攻克半導(dǎo)體材料摻雜、膜面晶體生長、激光處理技術(shù)突破、整套工藝裝備研制等一系列問題。以鍍膜為例,要實(shí)現(xiàn)在大面積玻璃基板均勻鍍3μm膜層,成都中建材聯(lián)合中國建材集團(tuán)兄弟單位及德國CTF、美國新澤西理工大學(xué)研究中心攻堅(jiān)克難十余年,經(jīng)千萬次嘗試,最終研發(fā)出在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸鍍設(shè)備上快速生產(chǎn)技術(shù)和整套裝備,生產(chǎn)出來的碲化鎘發(fā)電玻璃膜層均勻,轉(zhuǎn)換效率高,良品率超過96%。
成都中建材將大面積發(fā)電玻璃的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率從2017年以來逐步遞增的9%、10%、11%、12%、13%,上升到2019年的14.5%,實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化效率提升至19.3%。
在效率不斷攀升的同時(shí),成都中建材也同步研發(fā)生產(chǎn)面向市場的多樣化產(chǎn)品,已實(shí)現(xiàn)發(fā)電玻璃色彩可定制、透光率可調(diào),為建筑設(shè)計(jì)提供廣闊的選擇,滿足建筑應(yīng)用的美觀性及個(gè)性化需求。
碳達(dá)峰
倒逼建材新革命
碳達(dá)峰、碳中和是黨中央、國務(wù)院貫徹新發(fā)展理念作出的重大決策部署,發(fā)展綠色建筑有利于推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,重塑生產(chǎn)和生活方式,對于早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和至關(guān)重要。
“一棟棟建筑,如果裝上這種‘發(fā)電玻璃’,就變成了一口口油田。如果全國1%的建筑安裝上,每年能減排5000 萬噸二氧化碳。”懷揣著這個(gè)夢想,2008年,美國新澤西理工大學(xué)碲化鎘薄膜太陽能研究中心創(chuàng)辦人、常務(wù)副主任潘錦功帶著這項(xiàng)技術(shù)回到國內(nèi),之后和一批留美博士集資2000 萬美元,在成都設(shè)立公司探索該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
“現(xiàn)在越來越多的建筑采用玻璃幕墻,但是玻璃吸熱,還有光污染。利用碲化鎘發(fā)電不僅能有效減輕自然界鎘金屬的污染,還提供了清潔能源,也是供給側(cè)改革的有力嘗試?!迸隋\功說,這是建材領(lǐng)域的一場技術(shù)革命,打破了西方的技術(shù)封鎖,填補(bǔ)了我國沒有規(guī)?;诨k弱光發(fā)電玻璃生產(chǎn)線的技術(shù)空白。這條生產(chǎn)線為中國從建筑玻璃大國提升到電子玻璃強(qiáng)國,下一步進(jìn)入半導(dǎo)體強(qiáng)國提供了技術(shù)支撐,或引領(lǐng)出一個(gè)全新的綠色建材行業(yè)。
據(jù)了解,一塊相同面積的普通玻璃售價(jià)在80 元左右,而做成“發(fā)電玻璃”后,一塊售價(jià)可達(dá)1000 元。
在工廠提供技術(shù)服務(wù)的德國CTF太陽能公司杰恩斯·亨利博士說,碲化鎘技術(shù)是目前為止“最便宜”的技術(shù),特別適合在潮濕、溫差大、光線不太好的地方使用。但技術(shù)水平很高,全球只有5 至10 家公司有生產(chǎn)能力,成功的公司很少,中國人非常勤奮,進(jìn)步非常快。
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