碲化镉发电玻璃：“挂在墙上的油田”

“这是一块可以‘挂在墙上的油田’。”四川阿波罗太阳能科技有限责任公司董事长周华康自豪地说，一块1.92平方米的“发电玻璃”，一年可发电260度—400度（根据光照条件），三四千块这种玻璃产生的电量，相当于普通油田一口井一年产油可转化成的发电量。

这种神奇的玻璃就是碲化镉发电玻璃，它是如何创造出来的？近日，周华康在接受《中国企业报》记者采访时讲述了碲化镉发电玻璃的诞生故事。

不忘初心 科技报国

碲化镉发电玻璃，也称为碲化镉薄膜太阳能电池，是一种可以转化为电能的建筑能源材料。它由多层微米级的碲化镉和其他光电材料在真空高温条件下附着在普通建筑玻璃上，替代建筑材料（屋顶、玻璃幕墙、墙体、围栏等）成为建筑物不可分割的部分，从而获得清洁的绿色能源。

从自主研发起步，到技术突破全球领先，再到为全球建造“BIPV微型发电厂”建筑光伏一体化，碲化镉发电玻璃历经了17年的创新之路。谈起当年的创业经历，周华康记忆犹新。2007年11月，作为中国旅美科协首任会长，周华康与潘锦功等11名博士及华人华侨投资人，携带自有资金2000万美元和先进技术毅然回国，组建了四川阿波罗太阳能科技有限责任公司，决心研发生产碲化镉发电玻璃，并获得了四川省双流县政府高科技绿色能源专项扶持资金共计4130万元。

2009年12月，四川阿波罗太阳能科技有限责任公司（以下简称“阿波罗公司”）与中建材玻璃新材料研究总院、成都西航港工业发展投资有限公司成立了成都中光电阿波罗太阳能有限公司，后改为成都中建材光电材料有限公司（以下简称“成都中建材”），研发和建设碲化镉发电玻璃生产线。双流县政府再提供成都中建材5000万元扶持资金。阿波罗公司碲化镉薄膜材料创新团队被授予四川省高层次人才引进“千人计划”顶尖创新创业团队，得到了省市县人才扶持资金。

其间，中国工程院院士、中国建材集团首席科学家、中建材玻璃新材料研究总院院长彭寿发挥了决定性作用。作为碲化镉发电玻璃产业的总设计师，彭寿从国家能源安全战略高度提出了碲化镉发电玻璃的产业规划，他带领成都中建材碲化镉发电玻璃科技创新专家团队历经10年拼搏，终于在2018年4月建成了具有中国自主知识产权、世界第一条100兆瓦级大面积（1.92平方米）碲化镉发电玻璃生产线，打破了国外企业在这个领域的10年垄断，走在了世界前列。

这一创新成果也获得了众多荣誉：成都中建材碲化镉发电玻璃荣获第七届中国工业大奖表彰奖、四川省科技一等奖。2021年10月26日，在国家“十三五”科技创新成就展上，中国建材凯盛集团自主研发的中国首片8.5代TFT-LCD玻璃基板、碲化镉发电玻璃与中国空间站等国之重器成为本次展览的亮点，受到党和国家领导人的高度肯定。

技术创新 绿色低碳

发电玻璃究竟是如何发电的？

“奥秘就在玻璃表面的薄膜里。”周华康解释，所谓碲化镉发电玻璃，就是在玻璃衬底上依次沉积5层半导体薄膜而形成的光伏器件，膜层总厚度仅为3微米，相当于头发丝直径的二十分之一。

作为一种新型建筑能源材料，发电玻璃既可以实现建筑物能源的自给自足，还能达到节能减排的效果。周华康为记者算了一笔经济账：使用碲化镉发电玻璃的增量成本每平方米约为600元，发电收入6年内就可收回成本，业主继续使用可获得25年以上发电收益。另外，还有绿建和光伏补贴、碳汇交易等收益。目前，碲化镉发电玻璃正广泛应用于BIPV建筑光伏一体化，在许多地标大厦上建起一座座“墙上发电厂”。

谈起碲化镉发电玻璃的优势，周华康如数家珍，他说，作为建筑光伏一体化(BIPV)的最佳选择，碲化镉发电玻璃具有十八大特点：第一，安全可靠：具备天然防火优势，是A级防火材料，晶硅光伏是B级；第二，美化定制：外观可以定制，与建筑物融合为一体，让城市变得五彩斑斓；第三，碳排放低：是煤发电碳排放的1/80，单晶硅的1/6；第四，绿色环保：镉排放量是石油发电的1/148，煤发电的1/12；第五，发电量高：相同功率条件下，比单晶硅光伏多发10%以上电力；第六，弱光发电：适合不同光照条件，平均发电130—200度/平方米/年/地区；第七，温度系数低：碲化镉的温度系数低于晶硅，高温条件下比晶硅多发10%电力；第八，抗衰减强：实测27年，衰减仅仅12%，而晶硅光伏25年衰减为20%；第九，隔热保温：相比同样规格传统玻璃，降低能耗25%（室内温度相差4度）；第十，替代建材：BIPV的核心光伏板是建筑物不可分割部分，可以作为替代建材节省建材成本；第十一，无光污染：传统的玻璃幕墙需要四倍的投资才能解决“光污染”；第十二，安装角度灵活：晶硅光伏安装角度要求严格，碲化镉安装标准比较宽松，可以垂直安装；第十三，能量回收期短：碲化镉是真正的清洁能源，能量回收周期为晶硅光伏的一半；第十四，运维便捷：基本不需清洗维护，晶硅光伏必须定期清洗；第十五，城市更新: 可用于历史建筑古老风貌翻旧如新，城市老旧建筑更新替代传统建筑材料；第十六，建材寿命：碲化镉发电功能（30年以上）结束后，作为建材与建筑物同在；第十七，墙上油田：8000平方米发电100—160万度/年/地区，相当于中型油井年采油所发电力；第十八，能源安全：建设“打不烂，炸不垮”平战结合的城市微型电站是国家战略，碲化镉发电玻璃安全可靠。

政策利好 前景广阔

对于碲化镉发电玻璃的未来发展，周华康充满信心。他说，“3060”碳达峰碳中和是国家重大战略决策 ，而低碳近零能耗建筑是实现国家“双碳”战略的必然要求。碲化镉发电玻璃在城市新建建筑和老旧建筑改造方面优势明显，拥有数万亿级市场。

根据联合国和中国建筑节能协会的统计数据，城市消耗了世界67%以上的能源资源，排放的二氧化碳占总排放量的比例也大致相同。其中，建筑物占全球能源消耗的36%，中国的建筑平均能源消耗占全国能源消耗的41%，中国建筑相关的碳排放占总排放的52%。降低建筑能耗就降低50%的碳排放，因此，低碳及近零能耗建筑是实现国家“双碳”战略的发展目标。碲化镉发电玻璃是可实现低碳、近零耗(赋能)建筑的未来绿色建材。

近年来，国家出台了一系列政策支持绿色低碳发展。2021年10月，《国务院关于印发2030年碳达峰行动方案的通知》提出，到2025年，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。

2024年3月12日，国务院办公厅关于转发国家发展改革委、住房城乡建设部《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》的通知指出，支持超低能耗、近零能耗、低碳、零碳等建筑新一代技术研发。同时强调，支持钙钛矿、碲化镉等薄膜电池技术装备在建筑领域应用。

2024年10月18日，国家发展改革委等联合印发的《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》指出，深化建筑可再生能源集成应用，把优先利用可再生能源纳入城镇的规划、建设、更新和改造工作，推动既有建筑加装光伏系统和有条件的新建厂房、新建公共建筑应装尽装光伏系统等。

政策的利好也带来了市场的繁荣。周华康介绍，目前，碲化镉发电玻璃产品市场供不应求，已出口法国、日本、韩国、南非、索马里、越南、香港等国家和地区。中国建材凯盛科技集团正在全国布局建设数十条120兆瓦级碲化镉发电玻璃生产线。其中，河北邯郸、湖南株洲、江西瑞昌、黑龙江佳木斯的生产线分别在2022年至2024年投产。成都中建材作为凯盛科技集团碲化镉发电玻璃产业的“黄埔军校”，不仅为邯郸中建材、瑞昌中建材、株洲中建材、佳木斯中建材等工厂输送经营管理和核心技术人才，举办碲化镉发电玻璃培训班，搭建生产运营管理体系、协助调试产线设备、负责公司经营管理直到具备批量生产能力后再移交，而且成都中建材的生产工艺、产品等知识产权免费给邯郸中建材等其他基地使用。阿波罗园区的3条新线计划在2025年动工建设。此外，甘肃定西、四川雅安、河南濮阳、山东青岛，安徽蚌埠，浙江丽水等地政府与中国建材凯盛科技集团的合作建线正在进行中。

谈起未来的发展计划，周华康表示，成都中建材将抓住国家推动建筑光伏应装尽装、城市老旧建筑改造的政策利好，以及碲化镉发电玻璃市场即将迸发的机遇，扩建达到规模效益，建成碲化镉发电玻璃全球技术和产业中心，条件具备时上市，打造千亿级新型绿色建筑能源材料独角兽企业，为世界贡献更多的清洁能源。

“中国碲化镉发电玻璃技术水平与美国第一太阳能公司尚有差距，但是在中国建材凯盛科技集团和全体股东的支持下，我们有信心赶超美国第一太阳能公司。”谈到国际合作，周华康称，碲化镉发电玻璃是中美两国可以合作竞争的少数高科技清洁能源项目，可以合作交流，为应对全球气候问题作出贡献。