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成都制造“發電玻璃” 把建筑物變成發電站
來源:成都商報
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作者:大硅特玻
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發布時間: 2018-01-19
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“發電玻璃”是如何發電的？
薄膜弱光發電玻璃是在普通玻璃上鍍上碲化鎘光電材料，讓普通玻璃從絕緣體變成可導電的導體，進而變成可發電的建筑材料，每塊發電玻璃的發電層經過激光的刻蝕，形成214個串聯的小電池，也就是黑色玻璃上肉眼可見的白色線條。兩塊玻璃合一，通過背面的接線盒收集電，便能發電，導入逆變器后就能直接使用了。
傳送帶勻速運轉，“機器人”自動操作，55秒，就能下線一塊長1．6米、寬1．2米的碲化鎘發電玻璃。
這是成都中建材光電材料有限公司生產線現場，也是中國首條100兆瓦碲化鎘發電玻璃生產線，按照德國工業標準4．0打造，90％以上設備從德國等歐美國家采購，實現實驗室轉換效率17．8％，小組件轉換效率14．5％，達到國內先進水平。
此項技術的突破，標志著中國建材掌握了先進的大面積碲化鎘發電玻璃自主核心技術，同時也打破了國外巨頭的壟斷。很快，成都中建材將走“中國高鐵”模式，引進、消化、改造、提高（國產化），走向世界。
有光就能發電 弱光性能好，適宜四川地區
在成都中建材光電材料有限公司的展示廳內，一塊電視機屏幕大小的黑玻璃蓋著幕布，隨著幕布徐徐揭開，玻璃上的燈泡一盞接一盞地亮起來。這就是世界大單體面積的碲化鎘發電玻璃。比起國外面積較小的發電玻璃，“成都造”在生產成本和安裝成本上都有大幅的壓縮。
發電玻璃究竟是如何制作的？為什么會誕生在四川？在一排“變色”玻璃前，成都中建材光電材料有限公司黨委書記殷新建告訴記者，玻璃由無色變成黃色再變成黑色的過程就是安裝上電池發電的過程，而電池的形成，是因為鍍上了發電層。“薄膜弱光發電玻璃產品是在普通玻璃上鍍上碲化鎘光電材料，讓普通玻璃從絕緣體變成可導電的導體，進而變成可發電的建筑材料，實現了玻璃與材料的有機結合。”殷新建解釋說，每塊發電玻璃的發電層經過激光的刻蝕，形成214個串聯的小電池，也就是黑色玻璃上肉眼可見的白色線條。兩塊玻璃合一，通過背面的接線盒收集電，便能發電，導入逆變器后就能直接使用了。
“發電材料的來源是輝碲鉍礦，我們四川擁有世界上獨立成礦的輝碲鉍礦。”殷新建表示，在同樣的光照作用下，發電玻璃對光的吸收作用比普通發電材料要高出10％左右，即便在弱光條件下也可通過光電轉化產生電能，尤其適合四川的光照條件。“礦產資源豐富和光照資源薄弱，是我們在逆境下尋求突破的兩大因素。”
讓百分之一發絲粗細的碲化鎘晶體，連續在玻璃上“生長”
成都中建材光電材料有限公司相關負責人介紹，“成都造”發電玻璃已經走在世界前列，一塊單片長1．6米、寬1．2米的發電玻璃，它的光電轉化效率高達17．8％，每年可以發電260～270度。即便是光線很弱的情況下，也能通過光電轉化產生電能。一塊1．92平方米的玻璃，一年可發電260～270度，理論計算，三四千塊玻璃產生的電量，相當于普通油田一口井一年產油可轉化成的發電量。
據介紹，此前，國際上較大的單片碲化鎘薄膜發電玻璃是0．72平方米，一直未能獲得突破。要把4微米厚、相當于百分之一頭發絲粗細的碲化鎘薄膜均勻地、不間斷地鍍在玻璃上，難度非常大。
成都中建材光電材料有限公司新廠房面積3萬平方米，生產線總長560米，日常生產僅需要50余位工人，自動化率非常高，“操作系統采用中英文雙語，將來我們還可以做設備出口。”工廠生產線上使用的核心工藝是氣化鍍膜：玻璃進入真空腔體后，處于高溫環境的高速運動狀態，讓4微米厚的碲化鎘晶體連續在玻璃上“生長”。它還是一種綠色可回收可發電的多功能建筑材料，可替代磚頭、幕墻等建材，為大規模光伏建筑一體化的實施奠定了堅實基礎。
據測算，廠房3面裝上發電玻璃一年可發電200多萬度
隨著產品不斷下線，公司正用發電玻璃“武裝”廠房。記者在現場看到，公司的不少廠房已經裝上了黑玻璃，從外面看，與普通的玻璃幕墻只有顏色的區別，但背后電線牽出的盒子，卻能為廠房供電。據測算，一旦廠房3面裝上發電玻璃，一年可發電200多萬度，這意味著生產線白班一半的用電量能實現自給自足。就連電瓶車、電動汽車充電樁電源都可以來自“發電玻璃”，廠區內采用“發電玻璃”的新能源汽車充電樁等應用隨處可見。
比起普通的發電材料，“發電玻璃”的耐久性更勝一籌，設計壽命達30年，通過發電，前6年可收回成本，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。
“我國現有建筑400億平方米，如果用‘發電玻璃’改造10％，就相當于建設3個三峽電站，且解決了傳統玻璃幕墻的光污染問題。”該負責人認為，隨著訂單“井噴”，他們正無限接近夢想。
懷抱著打造中國太陽能的夢想，“中建材碲化鎘薄膜太陽能電池團隊”致力于碲化鎘薄膜太陽能發電玻璃的研發和產業化。團隊堅持產學研結合集成創新，是業內較早的一家整合玻璃、碲化鎘材料、鍍膜工藝和設備全產業鏈的中國企業。
薄膜弱光發電玻璃是在普通玻璃上鍍上碲化鎘光電材料，讓普通玻璃從絕緣體變成可導電的導體，進而變成可發電的建筑材料，每塊發電玻璃的發電層經過激光的刻蝕，形成214個串聯的小電池，也就是黑色玻璃上肉眼可見的白色線條。兩塊玻璃合一，通過背面的接線盒收集電，便能發電，導入逆變器后就能直接使用了。
傳送帶勻速運轉，“機器人”自動操作，55秒，就能下線一塊長1．6米、寬1．2米的碲化鎘發電玻璃。
這是成都中建材光電材料有限公司生產線現場，也是中國首條100兆瓦碲化鎘發電玻璃生產線，按照德國工業標準4．0打造，90％以上設備從德國等歐美國家采購，實現實驗室轉換效率17．8％，小組件轉換效率14．5％，達到國內先進水平。
此項技術的突破，標志著中國建材掌握了先進的大面積碲化鎘發電玻璃自主核心技術，同時也打破了國外巨頭的壟斷。很快，成都中建材將走“中國高鐵”模式，引進、消化、改造、提高（國產化），走向世界。
有光就能發電 弱光性能好，適宜四川地區
在成都中建材光電材料有限公司的展示廳內，一塊電視機屏幕大小的黑玻璃蓋著幕布，隨著幕布徐徐揭開，玻璃上的燈泡一盞接一盞地亮起來。這就是世界大單體面積的碲化鎘發電玻璃。比起國外面積較小的發電玻璃，“成都造”在生產成本和安裝成本上都有大幅的壓縮。
發電玻璃究竟是如何制作的？為什么會誕生在四川？在一排“變色”玻璃前，成都中建材光電材料有限公司黨委書記殷新建告訴記者，玻璃由無色變成黃色再變成黑色的過程就是安裝上電池發電的過程，而電池的形成，是因為鍍上了發電層。“薄膜弱光發電玻璃產品是在普通玻璃上鍍上碲化鎘光電材料，讓普通玻璃從絕緣體變成可導電的導體，進而變成可發電的建筑材料，實現了玻璃與材料的有機結合。”殷新建解釋說，每塊發電玻璃的發電層經過激光的刻蝕，形成214個串聯的小電池，也就是黑色玻璃上肉眼可見的白色線條。兩塊玻璃合一，通過背面的接線盒收集電，便能發電，導入逆變器后就能直接使用了。
“發電材料的來源是輝碲鉍礦，我們四川擁有世界上獨立成礦的輝碲鉍礦。”殷新建表示，在同樣的光照作用下，發電玻璃對光的吸收作用比普通發電材料要高出10％左右，即便在弱光條件下也可通過光電轉化產生電能，尤其適合四川的光照條件。“礦產資源豐富和光照資源薄弱，是我們在逆境下尋求突破的兩大因素。”
讓百分之一發絲粗細的碲化鎘晶體，連續在玻璃上“生長”
成都中建材光電材料有限公司相關負責人介紹，“成都造”發電玻璃已經走在世界前列，一塊單片長1．6米、寬1．2米的發電玻璃，它的光電轉化效率高達17．8％，每年可以發電260～270度。即便是光線很弱的情況下，也能通過光電轉化產生電能。一塊1．92平方米的玻璃，一年可發電260～270度，理論計算，三四千塊玻璃產生的電量，相當于普通油田一口井一年產油可轉化成的發電量。
據介紹，此前，國際上較大的單片碲化鎘薄膜發電玻璃是0．72平方米，一直未能獲得突破。要把4微米厚、相當于百分之一頭發絲粗細的碲化鎘薄膜均勻地、不間斷地鍍在玻璃上，難度非常大。
成都中建材光電材料有限公司新廠房面積3萬平方米，生產線總長560米，日常生產僅需要50余位工人，自動化率非常高，“操作系統采用中英文雙語，將來我們還可以做設備出口。”工廠生產線上使用的核心工藝是氣化鍍膜：玻璃進入真空腔體后，處于高溫環境的高速運動狀態，讓4微米厚的碲化鎘晶體連續在玻璃上“生長”。它還是一種綠色可回收可發電的多功能建筑材料，可替代磚頭、幕墻等建材，為大規模光伏建筑一體化的實施奠定了堅實基礎。
據測算，廠房3面裝上發電玻璃一年可發電200多萬度
隨著產品不斷下線，公司正用發電玻璃“武裝”廠房。記者在現場看到，公司的不少廠房已經裝上了黑玻璃，從外面看，與普通的玻璃幕墻只有顏色的區別，但背后電線牽出的盒子，卻能為廠房供電。據測算，一旦廠房3面裝上發電玻璃，一年可發電200多萬度，這意味著生產線白班一半的用電量能實現自給自足。就連電瓶車、電動汽車充電樁電源都可以來自“發電玻璃”，廠區內采用“發電玻璃”的新能源汽車充電樁等應用隨處可見。
比起普通的發電材料，“發電玻璃”的耐久性更勝一籌，設計壽命達30年，通過發電，前6年可收回成本，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。
“我國現有建筑400億平方米，如果用‘發電玻璃’改造10％，就相當于建設3個三峽電站，且解決了傳統玻璃幕墻的光污染問題。”該負責人認為，隨著訂單“井噴”，他們正無限接近夢想。
懷抱著打造中國太陽能的夢想，“中建材碲化鎘薄膜太陽能電池團隊”致力于碲化鎘薄膜太陽能發電玻璃的研發和產業化。團隊堅持產學研結合集成創新，是業內較早的一家整合玻璃、碲化鎘材料、鍍膜工藝和設備全產業鏈的中國企業。
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