近日，由成都中建材光電材料有限公司承擔(dān)的科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目取得重大關(guān)鍵技術(shù)突破，新技術(shù)在降低制造成本的同時(shí)，大幅提高了光電轉(zhuǎn)換效率。運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的大面積(1.92 m2)碲化鎘薄膜弱光發(fā)電玻璃，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)智能“發(fā)電玻璃”空白。

“發(fā)電玻璃”又叫碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池，是綠色、可回收、可發(fā)電的多功能建筑材料，被譽(yù)為“掛在墻上的油田”。第一個(gè)碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是由RCA實(shí)驗(yàn)室在CdTe單晶上鍍上In的合金制得的，其光電轉(zhuǎn)換效率為2.1%。1982年，Kodak實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)沉積法在P型的CdTe上制備一層超薄的CdS，制備了效率超過(guò)10%的異質(zhì)結(jié)p-CdTe/n-CdS薄膜太陽(yáng)能電池。這是現(xiàn)階段碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的原型。20世紀(jì)90年代初，碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池已實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，但市場(chǎng)發(fā)展緩慢，市場(chǎng)份額一直徘徊在1%左右。目前碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池在實(shí)驗(yàn)室中獲得的最高光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到17.3% 。其商用模塊的轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了10%左右。我國(guó)CdTe薄膜電池的研究工作開始于上世紀(jì)80年代初。內(nèi)蒙古大學(xué)采用蒸發(fā)技術(shù)、北京太陽(yáng)能研究所采用電沉積技術(shù)(ED)研究和制備碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池，后者研制的電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了5.8%。80年代中期至90年代中期，研究工作處于停頓狀態(tài)。90年代后期，四川大學(xué)太陽(yáng)能材料與器件研究所，在馮良桓教授的帶領(lǐng)下在我國(guó)開展了碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的研究，在“九五”期間，承擔(dān)了科技部資助的科技攻關(guān)計(jì)劃課題：“Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體多晶薄膜太陽(yáng)電池的研制”，教授采用近空間升華技術(shù)研究碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池，并取得很好的成績(jī)。最近電池轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破13.38%，進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。“十五”期間，CdTe電池研究被列入國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃“863”重點(diǎn)項(xiàng)目。

經(jīng)過(guò)多年幾代科學(xué)工作者的不懈努力，我國(guó)正處于實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究到應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展階段，CdTe電池的研究，從原來(lái)的只有內(nèi)蒙古大學(xué)、四川大學(xué)、新疆大學(xué)等幾家科研院所進(jìn)行，到今年的四川阿波羅太陽(yáng)能科技開發(fā)股份有限公司新型薄膜CdTe/CdS太陽(yáng)能電池核心材料產(chǎn)業(yè)化(為期兩年，將建設(shè)擁有年產(chǎn)碲化鎘50噸的生產(chǎn)線、硫化鎘10噸生產(chǎn)線)，使我國(guó)在CdTe電池產(chǎn)業(yè)化將得到長(zhǎng)足發(fā)展，從而使我國(guó)碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)快速步入世界先進(jìn)行列。

經(jīng)過(guò)多年的艱苦攻關(guān)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)上取得重大突破，一是采用獨(dú)特的石墨舟設(shè)計(jì)以及控制薄膜沉積腔體中的氣氛運(yùn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)腔體內(nèi)連續(xù)的沉積硫化鎘和碲化鎘薄膜。二是采用加熱管逐級(jí)加熱的方式，有效的保證了大尺寸玻璃襯底的溫度均勻性，解決了大面積硫化鎘與碲化鎘薄膜均勻性沉積問(wèn)題，全面積膜層均勻性可控制在10%以內(nèi)，解決了產(chǎn)品尺寸的限制，產(chǎn)品尺寸可以由典型的1.2米×0.6米增加到1.6米×1.2米，這將降低電池組件應(yīng)用中的安裝成本。三是采用不同材料先后沉積鍍膜的方式制作碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的非銅基背接觸，有效的保障了電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

項(xiàng)目獲得了2項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，7項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利。上述關(guān)鍵技術(shù)的突破，使得小面積電池性能明顯提高，轉(zhuǎn)化效率達(dá)到17.81 %，組件級(jí)電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到13 %以上，輸出功率達(dá)到251.484 Wp，組件成本測(cè)算在2.8-2.9 元/瓦。

目前，四川具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大面積碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃生產(chǎn)線已經(jīng)正式投產(chǎn)，一塊1.92m2的玻璃，一年可發(fā)電260—270度。這種顛覆性玻璃的推廣應(yīng)用，有望取代所有普通玻璃幕墻，讓建造物全部都變成發(fā)電站，為大規(guī)模光伏建筑一體化的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

·關(guān)于成都中建材光電材料有限公司

成都中建材光電材料有限公司位于雙流區(qū)西航港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)空港二路558號(hào)，成立于2009年12月16日，注冊(cè)資本2.337億元，系央企控股高科技企業(yè)。公司依托中國(guó)建材集團(tuán)在世界建筑材料行業(yè)的領(lǐng)先技術(shù)與市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，致力于碲化鎘弱光發(fā)電玻璃的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，高純金屬半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)與銷售以及光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)營(yíng)。在國(guó)家戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，公司完成了光電材料上下游產(chǎn)業(yè)鏈整合，未來(lái)將形成以碲化鎘弱光發(fā)電玻璃為核心，稀散金屬材料和石墨烯材料為重要支撐的三大業(yè)務(wù)板塊，打造四川新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，助力中國(guó)新能源、新材料產(chǎn)業(yè)騰飛。

世界第一條擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)工業(yè)4.0的年產(chǎn)100兆瓦碲化鎘弱光發(fā)電玻璃示范生產(chǎn)線，也是世界第一條能夠制備大面積碲化鎘發(fā)電玻璃的生產(chǎn)線，解決了高純光電材料合成、鍍膜、熱處理、封裝等方面的技術(shù)難題，是建材領(lǐng)域的一場(chǎng)技術(shù)革命，打破了西方的技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了我國(guó)沒(méi)有規(guī)模化碲化鎘弱光發(fā)電玻璃生產(chǎn)線的技術(shù)空白。這條生產(chǎn)線使中國(guó)從建筑玻璃大國(guó)提升到電子玻璃強(qiáng)國(guó)，為下一步進(jìn)入半導(dǎo)體強(qiáng)國(guó)做好了技術(shù)準(zhǔn)備，引領(lǐng)出一個(gè)全新的智能化的新型綠色建材新工業(yè)。生產(chǎn)線已獲得國(guó)家發(fā)改委 “增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力重大工程”專項(xiàng)支持1.59億元。

成功下線的碲化鎘弱光發(fā)電玻璃是最有希望實(shí)現(xiàn)完全平價(jià)上網(wǎng)的新能源產(chǎn)品，在新型建筑材料領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展空間，是用科技創(chuàng)新推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的典范。公司的大尺寸碲化鎘發(fā)電玻璃一經(jīng)問(wèn)世就引起全球的廣泛關(guān)注，我們的技術(shù)引領(lǐng)了碲化鎘產(chǎn)業(yè)界一個(gè)新的世界技術(shù)潮流?，F(xiàn)已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率17.8%，小組件轉(zhuǎn)化效率14.5%，為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。