
玻璃可以發電?這似乎是一件不可思議的事。
可成都中建材光電材料有限公司卻讓這件不可思議的事變成了現實:將兩塊普通玻璃中間鍍上一層3微米厚的碲化鎘材料,即可使玻璃從絕緣體變成導體,并具有發電功能。
世界第一條擁有自主知識產權工業4.0的年產100兆瓦大面積碲化鎘弱光發電玻璃示范生產線;世界最大尺寸碲化鎘弱光發電玻璃;世界首個全產業鏈園區;世界首個“零”排放生產線;中國首條具有實際工程意義的碲化鎘生產線。這是成都中建材歷時8年多來交出的一份優異“成績單”。這個成立于2009年的“年輕”公司,一直致力于碲化鎘弱光發電玻璃的研發與產業化,特別是公司主打的大尺寸碲化鎘發電玻璃一經問世就引起全球的廣泛關注,引領了碲化鎘產業界一個新的世界技術潮流。現已實現實驗室轉換效率17.8%,小組件轉化效率14.5%,達到了國際先進水平。
一片小小的“發電玻璃”到底蘊含了多大的力量?帶著這一疑問,記者走進成都中建材,一探究竟。
碲化鎘弱光發電玻璃 引領產業革命
近日,記者來到成都雙流區西航港街道空港二路558號,成都中建材的辦公區和廠房都坐落于此。
“你們來得真是時候,今天我們正好舉行‘發電玻璃’精準扶貧第一車發車儀式,這也是我們公司碲化鎘發電玻璃技術第一次實際運用到光伏扶貧項目中,非常有意義。”一走進辦公樓的大廳,成都中建材總經理潘錦功就笑容滿面迎上來,并熱情地擔任起解說員,給記者介紹了公司的主打產品——碲化鎘弱光發電玻璃。
碲化鎘“發電玻璃”是天然的雙玻型組件,工藝簡單,易實現標準化、規模化生產,并且低能耗無污染,弱光也能發電,復雜環境條件下表現好,生產成本低,是第二代太陽能電池中產業化最成功的產品。“現在我們整棟大樓的照明用電都是大樓外墻的‘發電玻璃’供的電,盡管今天是陰天,光線很弱,但是它依舊在正常工作。”潘錦功有些“驕傲”地說。
相較于美國制造的規格為1.2米×0.6米的小尺寸“發電玻璃”,大面積“發電玻璃”的發電效果更加穩定,但玻璃越大,鍍膜難度越大。要把3微米厚的碲化鎘材料均勻地、不間斷地涂在玻璃表面,難度可想而知。
再難也要做。經過8年技術攻關,去年8月,第一塊具有完全自主知識產權的碲化鎘“發電玻璃”正式“亮相”:1.2米×1.6米,面積1.92平方米,重30公斤,這片“發電玻璃”面積是國際上傳統產品的2.67倍,并且具有高功率的特點,單個大面積玻璃一年可發電260-270度,實現了玻璃與材料的有機結合,是可替代磚頭、幕墻等綠色、可回收、可發電的多功能建筑材料。
4月17日,全長550米的世界第一條擁有自主知識產權工業4.0的年產100兆瓦碲化鎘弱光發電玻璃示范生產線正式連通,僅需55秒,生產線終端即送出一塊世界最大單體面積的碲化鎘“發電玻璃”。
據業內專家介紹,這項創新型的新產品,將為中國的玻璃工業帶來3個巨大變化:
在新材料領域,把中國的平板玻璃從建筑材料變成了可發電可濾光的功能材料,顛覆了傳統玻璃工業技術體系。
對于民族工業,把中國從建筑材料大國提升為電子玻璃強國,進而為把中國提升到半導體材料強國打下技術和材料基礎。
在建材行業內,引領了一場建筑材料革命。建筑的外墻不再只是水泥,磚頭,幕墻,不再只產生建筑垃圾,不再是沉淀的資金,而是可發電的墻體,可回收再利用的材料,住戶和業主的免費發電機,也是光伏扶貧的有效工具。
打破資源限制 用技術力量變“廢”為“寶”
氯氣有毒,氯化鈉卻成了食鹽;鎘元素也有毒性,碲化鎘卻讓它變成了寶貝。,成都中建材就是在變“廢”為“寶”中開始的,當然,這也僅僅是個開始。
數據顯示,我國為碲主要消耗國,僅半導體致冷業一項對碲的年需求量即可達40-50噸,加上全球制冷、冶金及太陽能電池等行業需要,年總需求量約700-800噸。據行業專家預測,2020年全球相關行業總需求量約1600噸。
碲鉍資源稀缺,需求卻不斷增長。供不應求矛盾已日益突出,工業碲的市場價格不斷上漲。
基于此,公司團隊經過幾年技術攻關,在銅礦、鉛鋅礦等的廢渣中提取有價元素,打破了資源限制,同時也降低了生產成本。“這是更大范圍的變‘廢’為‘寶’,用技術的力量,打破了資源對產業發展的限制。”潘錦功說。
8年來,公司團隊攻破多項技術難關。截至2017年,公司共申請了57項專利,其中發明專利50項,實用新型專利7項,計劃在2018年完成200項專利布局,形成自主知識產權集群。除此之外,經過資源整合,公司在關鍵的原材料(碲化鎘、玻璃和透明導電膜)、工藝生產技術、生產裝備等方面,獲得了中國建材60余項專利的使用許可。
“我們是一個‘年輕’的公司,員工平均年齡只有30歲左右,并且在近200名員工中,僅有四五十人是普通生產線工人,其余均為技術人員,他們將激情和熱情都傾注在了技術創新上。同時,鼓勵技術創新,也是我們的企業文化。”潘錦功說,公司有專門的技術中心,目前,共有科研骨干51人,博士7人、碩士21人,1人為新世紀國家“百千萬”人才專家,3人為四川省“千人計劃”專家,4人為成都蓉漂計劃專家。其中海外引進專家4人,共同承擔國家和省部級各類研究課題十多項。
此外,公司還在德國、美國等設立了相應的研究機構,每年還會選派優秀的技術人員前往國外學習交流,形成了“走出去、請進來”的流動機制,堅持以海外團隊開展技術創新,本土團隊帶動成果產業化的模式,有效支撐了公司在碲化鎘弱光發電玻璃和高純稀散金屬材料兩大業務板塊的技術開發工作。
產業規模不斷擴大 “發電玻璃”生產線加速布局
一進成都中建材的大門,首先映入眼簾的是一棟全部以“發電玻璃”為墻體的大樓,旁邊還有一條“發電玻璃”鋪成的走道,甚至連停車場的頂棚都鋪蓋了“發電玻璃”。據測算,將車間屋頂和墻體全部換成“發電玻璃”,一年可發電200多萬度,這意味著車間白天一半的用電量可自給自足,就連電瓶車、電動汽車充電樁電源都可以來自“發電玻璃”。
而車間的另一側,一輛長60尺的大貨車,裝滿了“發電玻璃”,正準備發車參與精準扶貧。“發電玻璃”的設計壽命30年,通過發電,5年就可以收回成本,這為光伏發電并網的推進,甚至為精準扶貧打開了想象空間。
“這一切都可以證明,未來,‘發電玻璃’不僅可以廣泛用于軍工、航天等領域,在民用領域也有非常廣闊的市場。”談到“發電玻璃”未來的市場前景,潘錦功滔滔不絕。
2018年,對成都中建材來說是“揚眉吐氣”的一年。生產線全面接通,“發電玻璃”批量生產,各地企業、政府單位絡繹不絕地來公司考察項目。“公司現在接待都已經有點應接不暇了,不僅有省內的,還有省外的、國外的,光工信部的領導,今年一個月就來我們企業考察了3次,非常重視我們的發展。”潘錦功邊笑邊說道。
除了“應接不暇”的考察隊伍,全球訂單也接踵而至,“我們目前只有一條生產線,訂單太多,已經開始供不應求了。”潘錦功透露,目前,生產線建造技術已經非常成熟,可以復制建設,在凱盛集團的戰略部署下,計劃到2020年,將產能在現有規模的基礎上擴大到1GW。
而成都中建材的規劃還遠不止于此。申請國內專利、國際專利,配備中英文操作系統……四川的“發電玻璃”正慢慢“走出”國門,悄悄改變著世界。