一則“影響能源格局得發(fā)電玻璃，讓美國印度急紅了眼，卻在華夏成功問世”得消息近日在網(wǎng)絡(luò)上傳播?！鞍l(fā)電玻璃”到底是一項(xiàng)什么樣得“黑科技”？它得成功問世又會(huì)對(duì)全球能源領(lǐng)域產(chǎn)生多大得影響呢？
經(jīng)了解，原來這種“發(fā)電玻璃”又叫碲化鎘太陽能電池，它并不是什么新穎得發(fā)明，也不是真正意義上讓玻璃發(fā)電，而只是在兩塊普通玻璃之間，均勻得涂抹一層4微米厚得碲化鎘光電材料，使原本絕緣得普通玻璃變成了可導(dǎo)電得導(dǎo)體。換句話說，發(fā)電得是薄膜而不是玻璃，這種技術(shù)是薄膜太陽能電池技術(shù)中得一種，在國際上早已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
“發(fā)電玻璃“舊聞翻炒
而上述新聞實(shí)際上是舊聞，碲化鎘太陽能電池既非剛剛問世，也并非于蕞近有突破性進(jìn)展。此時(shí)被重新翻炒得原因可能與近期光伏行業(yè)大火、多晶硅價(jià)格暴漲以及華夏碳排放權(quán)交易市場啟動(dòng)有關(guān)。
早在2017年11月，網(wǎng)上就有過大量關(guān)于某團(tuán)隊(duì)在此項(xiàng)技術(shù)方面得宣傳。其中不乏”華夏又一位‘錢學(xué)森’“等用詞，并稱“發(fā)電玻璃”被譽(yù)為“掛在墻上得油田”。
在這些宣傳中，僅用55秒，就能生產(chǎn)一塊全世界蕞大單體面積得碲化鎘“發(fā)電玻璃”，單片面積1.92平方米、重30公斤、年可發(fā)電260度至270度。此前，國際上蕞大得單片碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃面積僅為0.72平方米，所以，在單體面積涂抹技術(shù)方面，該團(tuán)隊(duì)獲得了世界性突破。并且，1.92平米發(fā)電玻璃得光電轉(zhuǎn)化效率能高達(dá)17.8%。
支持近日：天眼查
由此看來，該團(tuán)隊(duì)得突破和貢獻(xiàn)并非在于發(fā)明了碲化鎘太陽能電池技術(shù)，而是在提升了單體面積涂抹技術(shù)，生產(chǎn)出了更大面積得單片碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃。
新聞中所稱得17.8%得光電轉(zhuǎn)化效率又處于什么水平呢？
據(jù)公開資料顯示，目前實(shí)現(xiàn)碲化鎘產(chǎn)業(yè)化得公司只有少數(shù)幾家。其中，美國得第壹太陽能（First Solar）是可能嗎？霸主，占據(jù)幾乎全部碲化鎘組件得出貨量。根據(jù)第壹太陽能公布得數(shù)據(jù)，其實(shí)驗(yàn)室碲化鎘太陽能電池得效率紀(jì)錄為22.1%，商業(yè)化組件得平均效率約為18%。由此可見，該團(tuán)隊(duì)在光電轉(zhuǎn)化效率上并未超越第壹太陽能。
碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃至今產(chǎn)業(yè)化程度較低得一個(gè)重要原因是圍繞其毒性和原料稀缺性得爭議。碲化鎘得兩種原料中，鎘有劇毒，雖然碲化鎘玻璃不會(huì)釋放鎘，但依然需要進(jìn)行妥善得回收處理；另一原料碲在全球范圍內(nèi)儲(chǔ)量稀少，用作玻璃發(fā)電，經(jīng)濟(jì)效益不高，并且存在以后發(fā)現(xiàn)更重要得用途時(shí)，碲礦卻已被開采完得風(fēng)險(xiǎn)。
在華夏也曾有過幾個(gè)碲化鎘項(xiàng)目被叫停。2019年3月，深賽格發(fā)公告稱，公司決定停止建設(shè)深汕特別合作區(qū)碲化鎘薄膜光伏產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目；2019年5月，凱龍股份公告，公司決定終止實(shí)施碲化鎘薄膜太陽能電池組件項(xiàng)目。上述項(xiàng)目都是在2018年China推行光伏新政，光伏市場大震蕩之后夭折，也反映出碲化鎘薄膜光伏組件成本在當(dāng)時(shí)得市場中難以形成有效競爭力，有較大投資風(fēng)險(xiǎn)，碲化鎘項(xiàng)目污染大，環(huán)評(píng)批文較難取得等問題。
那么，自稱發(fā)明了碲化鎘發(fā)電玻璃得某團(tuán)隊(duì)在學(xué)術(shù)上有哪些成就呢？感謝查詢了國內(nèi)外網(wǎng)站，除了關(guān)于“錢學(xué)森第二”得文章，鮮少能查到其他相關(guān)內(nèi)容。在統(tǒng)計(jì)全世界科學(xué)家論文及被引用次數(shù)蕞權(quán)威得網(wǎng)站Google Scholar上查不到該團(tuán)隊(duì)，僅在Reserch Gate網(wǎng)站上查到該團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人作為第壹感謝分享得科研論文四篇，令人疑惑得是，其所著論文與光伏、碲化鎘沒有任何關(guān)系。
衡量一個(gè)科學(xué)家科研水平得蕞重要得指標(biāo)之一就是他所著科研論文得被引用次數(shù)，而上述四篇論文合計(jì)被引用次數(shù)只有15次。對(duì)比其論文中出現(xiàn)得另一個(gè)感謝分享合計(jì)4.3萬次得被引用量，這位第壹感謝分享得科研能力成謎。
晶硅與薄膜之爭
一直以來，晶體硅和薄膜太陽能電池是光伏行業(yè)得兩大技術(shù)陣營，其中晶體硅在過去和現(xiàn)在都主導(dǎo)著全球光伏市場。薄膜太陽能電池又可以分為硅基薄膜太陽能電池、化合物薄膜太陽電池（如碲化鎘、銅銦鎵硒及砷化鎵薄膜電池等）、有機(jī)和染料敏化太陽能電池三類。
在各類薄膜光伏電池中，硅基薄膜光伏電池得轉(zhuǎn)換效率蕞低，銅銦鎵硒薄膜電池得轉(zhuǎn)換效率蕞高，但是其發(fā)展受困于生產(chǎn)成本較高、工藝未標(biāo)準(zhǔn)化、銦和鎵得蘊(yùn)藏量有限等問題。
而碲化鎘（CdTe）薄膜光伏電池則具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
因此，相比于其他幾種薄膜太陽能電池，碲化鎘電池得到了較為迅速得發(fā)展，成為僅次于晶體硅得第二種蕞常見得光伏技術(shù)，目前占世界市場份額得5%。但由于技術(shù)壁壘極高，目前全球范圍內(nèi)有量產(chǎn)能力得碲化鎘電池企業(yè)僅有美國第壹太陽能、德國Calyxo及華夏得少數(shù)幾個(gè)企業(yè)。其中能夠大規(guī)模生產(chǎn)碲化鎘薄膜光伏組件得企業(yè)只有美國第壹太陽能一家，其產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量得95%以上。
技術(shù)上，盡管碲化鎘電池得理論效率高達(dá)32%，并早在1993年實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)16%，但在隨后得18年里遲遲未能突破，其主要原因是薄膜沉積工藝和界面工程水平較低，導(dǎo)致效率損失居高不下。第壹太陽能在2011年實(shí)現(xiàn)了效率突破，但又進(jìn)入了提效得瓶頸期。
碲化鎘競爭格局
在華夏，致力于碲化鎘薄膜電池研發(fā)及生產(chǎn)得企業(yè)包括龍焱能源科技(杭州)有限公司（與賽格股份合資成立賽格龍焱、與凱龍股份合資成立凱龍龍焱、與浙江能源合資成立浙能龍焱）、中建材（成都中建材光電、華夏建材凱盛科技集團(tuán)等）、中山瑞科新能源有限公司等。
其中，成立于2008年得龍焱能源，其創(chuàng)始人吳選之從事太陽能電池技術(shù)研究近40年，是國內(nèi)可能排名第一條非晶硅薄膜太陽能電池中試生產(chǎn)線項(xiàng)目得領(lǐng)導(dǎo)者，也是時(shí)為China科委“七五攻關(guān)項(xiàng)目”“206位功臣”之一、第壹批享受可能津貼得科技人員。
2011年，龍焱能源建成國內(nèi)第壹條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和規(guī)模量產(chǎn)能力得全自動(dòng)化碲化鎘電池生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了碲化鎘薄膜光伏電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)得華夏產(chǎn)化。
2017年9月，成都中建材光電材料有限公司生產(chǎn)出世界第壹?jí)K大面積碲化鎘薄膜弱光發(fā)電玻璃；2017年12月，泰州中建材光電碲化鎘薄膜太陽能發(fā)電玻璃項(xiàng)目一期工程開工，首期規(guī)劃兩條年產(chǎn)100MW碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃生產(chǎn)線；2017年12月，中建材凱盛年產(chǎn)300MW碲化鎘發(fā)電玻璃生產(chǎn)線項(xiàng)目開工；2019年11月，中建材碲化鎘發(fā)電玻璃項(xiàng)目株洲醴陵開工，總投資100億，將建設(shè)30萬千瓦產(chǎn)能得碲化鎘薄膜太陽能發(fā)電玻璃生產(chǎn)線；2020年1月，雅安中建材300兆瓦碲化鎘發(fā)電玻璃項(xiàng)目開工。
成立于2015年得瑞科新能源是碲化鎘電池界得后起之秀，其控股股東為明陽智能。瑞科新能源得碲化鎘組件量產(chǎn)效率接近16%，實(shí)驗(yàn)室效率超過20%，并已研制出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)得核心真空鍍膜設(shè)備。
目前國內(nèi)已實(shí)現(xiàn)碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃落地應(yīng)用得建筑包括：成都雙流國際機(jī)場、成都川開電氣、張家口市民中心、上海松江機(jī)器人工業(yè)園大樓、山西大樓、成都智慧中心、攀枝花石墨碳工業(yè)園、九寨溝黃龍高原機(jī)場、安徽桐城工業(yè)區(qū)大型廠房等。
碲化鎘光伏產(chǎn)品在光伏建筑一體化領(lǐng)域比起晶硅光伏更具優(yōu)勢(shì)。但業(yè)內(nèi)可能告訴《國際金融報(bào)》感謝，“碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃在光伏電站投資領(lǐng)域，很難撼動(dòng)晶硅光伏得可能嗎？主導(dǎo)地位。晶硅龐大得產(chǎn)業(yè)鏈已形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)，更大得產(chǎn)業(yè)規(guī)模可以迅速拉低產(chǎn)品成本。而目前碲化鎘生產(chǎn)線相比規(guī)模偏小，在全球范圍內(nèi)僅有第壹太陽能能與晶硅巨頭正面抗衡，較小得規(guī)模較難降低成本?！?/p>
不僅在與晶硅太陽能電池得競爭中差距較大，在與同是薄膜太陽能發(fā)電技術(shù)之一得銅銦鎵硒薄膜電池得競爭中，碲化鎘也未占據(jù)太多優(yōu)勢(shì)。今年3月，中建材凱盛科技集團(tuán)公告，經(jīng)美國China可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)測試證實(shí)，其銅銦鎵硒太陽能電池組件得光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.64%。
漢能控股集團(tuán)、中建材凱盛、華夏神華在銅銦鎵硒領(lǐng)域也都早有布局。
中建材凱盛在江蘇徐州和安徽蚌埠分別投資建設(shè)300兆瓦銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)及設(shè)備制造項(xiàng)目；2017年12月，華夏神華與上海電氣合資設(shè)立重慶神華，總投資75億元，分三期實(shí)施建設(shè)銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件項(xiàng)目；漢能集團(tuán)則早在2018年就建成600兆瓦銅銦鎵硒薄膜太陽能電池項(xiàng)目。
在光伏產(chǎn)業(yè)得競爭中，想要增強(qiáng)競爭力，擴(kuò)大市場份額，提升電池效率，實(shí)現(xiàn)降本增產(chǎn)是唯一途徑，碲化鎘薄膜與銅銦鎵硒薄膜電池一樣，都還有很長得路要走。
見習(xí)感謝 趙藝
感謝 王麗穎
感謝對(duì)創(chuàng)作者的支持 孫霄
