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中國成功問世發電玻璃,美國印度艷羨,能源格局由此變化!

2024-06-08財經

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編輯|玄言

從外表看,一塊普普通通的透明玻璃,是如何引得美印兩個國家公然出價哄搶,美國一家公司不惜開出2000萬美元高價,印度更誇張,1億都願意。

這項由被譽為「當代錢學森」的潘錦功博士所創立的專利技術,曾獲得第七屆中國工業大獎、四川省科學技術一等獎,從大慶油田到「墻上掛的綠色油田」,只需要一塊玻璃。

這究竟是什麽技術呢?這就是能改變將來新能源格局的碲化鎘發電玻璃。

(碲化鎘發電玻璃)

潘錦功生平

說起碲化鎘玻璃,就不得不提到潘錦功博士了。出身於高知識分子家庭的潘錦功在父母的影響之下,從小就酷愛閱讀。

潘錦功的家中擺滿了書籍,尤其是各式各樣的科學雜誌,這讓他從少年時就在心目中種下了一顆向往科學的種子,也為他將來從事科學研究行業打下了堅實的基礎。

除了科學雜誌以外,還有一本書也對他幼小的心靈造成極大震撼,那就是【紅巖】。

(紅巖)

潘錦功回憶,紅巖是他母親抽空陪伴他一起讀完的。當時的他,被書中共產主義戰士無謂的犧牲精神深深感動,更加堅定了好好學習報效祖國的決心,母親也感到非常欣慰。

由於天資聰穎,在書籍中暢遊的潘錦功,上學時毫無疑問地成了班上的尖子生。1978年,15歲的他順利地考上了哈爾濱工業大學,畢業後被分配到大慶油田,成為一名石油工人。

由於工作刻苦,潘錦功被公派到法國進行學習,在學習期間,他大開眼界,深刻知道了自己國家目前的能源與國外差距,由此決定了自己接下來的一生職業規劃——改革新能源格局,也是他畢生為之奉獻的夢想。

(潘錦功)

學成歸來後的潘錦功深深意識到自己的能力還不足以報效祖國,不能在這個領域大顯身手,只有提高科學文化水平,才能更好地奉獻自我,而考研,就是他為自己選擇的唯一出路。

盡管在那個年代考研是件異常困難的事情,但為了心中的夢想,他沒有一刻松懈,最終以專業第一名的好成績考上了母校的研究生。從學校到工作再到學校,這一次,對於潘錦功來說,不僅是學歷的提高,更是眼界與閱歷的全方位提升。

而當時又正好處於貿易的風口浪尖,潘錦功順勢而為,輔修了國際貿易的第二學位。也正因為如此,在1996年,潘錦功得到了一個去美國紐澤西理工大學留學讀博的機會。

(潘錦功)

也正是在這裏,他創立了自己的阿波羅研究團隊,經過二十多年,他和自己的團隊終於研究出了碲化鎘發電玻璃,並手握34項研究成果!

擁有這麽多成果的潘錦功,美國自然沒有放過人才的理由,雖然當時他還只是一個學生,但已經有不少公司向他丟擲橄欖枝,提出要用2000萬美元購買其專利,美國州政府更是將其列入重點保護物件,希望透過優渥的條件留下他。

但從小就心懷家國夢想的潘錦功還是拒絕了美國的誘惑,他又想起當年母親給他念的【紅巖】,想到許雲峰、江雪琴這樣心懷共產主義的革命先烈們,潘錦功最終毅然決然地回了國,只有讓自己的新技術在這片故土上發芽,才是為祖國做的最大貢獻。

碲化鎘薄膜技術

從名字上看,這碲化鎘發電玻璃好像是玻璃在發電,果真如此嗎?其實不然。

真正讓玻璃發電的,其實是兩層普通玻璃之間蒸鍍的一片4微米的碲化鎘材料薄膜,這才是「發電」的關鍵。在普通玻璃之間鍍上一層這樣的材料,就能讓玻璃變成可發電的能源體,

從而實作建築材料與節能降碳的結合。

其實發電玻璃並不是一個新技術,早在幾十年前,國外就開始研究相關領域。對於傳統發電玻璃而言,就像一塊黑色幕布,要想透光,就只能去除部份遮光膜層,但碲化鎘材料不同。

對於潘錦功以及其團隊而言,碲化鎘太陽能電池技術是早先就有的,他們更大的貢獻在於,提升了單體面積塗抹,也就是可生產出更大面積的碲化鎘發電玻璃,這也意味著可以將這項技術用於更多領域。

2017年,潘錦功及其阿波羅團隊回國加入了中建材公司,當時的碲化鎘發電玻璃,單片一年可發電270千瓦時,光電轉換效率約為17.26%,到了2023年7月,實驗室的光電轉換效率已經突破到了22.3%,發電量也從270提高到了315千瓦時。

按照現在的發電量,十幾塊這樣的玻璃,就能滿足一個家庭的一年用電量需求,而一塊碲化鎘玻璃的生產,僅僅需要52秒,甚至使用壽命都極長,足足30年都不會壞!這該有多麽廣闊的套用前景啊!

據廠中員工說,他們從流水線的底層勞動者到上層研究人員,一直在試圖突破光電轉換效率,使其更上一個新的台階,實際操作中每向前進0.1%,都是一次巨大的考驗。在創新這一塊,他們也從未停止腳步。

對於碲化鎘發電玻璃來說,最重要的是碲與鎘兩種元素,鎘有劇毒,生產時要尤為註意。

碲在地球上的含量並不算太高,目前全球已知的總含量也不過是14.9萬噸,美國2.5萬噸,中國則是2.2萬噸,都不是太高,但好在碲化鎘玻璃使用的元素含量非常小,不至於到達彈盡糧絕的那天。

碲化鎘薄膜優勢

相比較傳統能源,碳、石油而言,比起矽太陽能電池板,碲化鎘發電玻璃無論是從發電量還是生產量,都遠遠超過矽,更由於潘錦功團隊的貢獻,將碲化鎘薄膜發展到了一個新的高度,可以說是引發了一場新的能源革命也不為過。

如今的碲化鎘發電玻璃,在相關從業人員的不懈努力之下,已經有了相當大的發展。邯鄲中建材創新出的「透光系列」碲化鎘發電玻璃,既能透光又能發電,是國內市場的頭一份。

除此之外的炫彩系列、畫布系列也深受市場喜愛,這些新一代的碲化鎘發電玻璃透過雷射刻線調節透光度,形狀可調、圖案可調,甚至連色彩都可調,這樣的技術,足以滿足大部份建築設計師的美學要求,也更加證明了碲化鎘材料的普及性。

同時,碲化鎘發電玻璃相較於普通玻璃而言更加結實,抗沖擊能力強、抗隱裂、抗熱斑,在「玻璃圈」中也有著獨特的分量。

到目前為止,碲化鎘發電玻璃已經加大投產,江蘇、山東、福建等地都可以看到碲化鎘發電玻璃在各處建築幕墻、發電站、采光頂等場所大量運用。

碲化鎘薄膜在低溫、陰雨天也能發電的優勢,給節能建築設計提供了新思路,尤其是近零能耗建築,提供了新的低碳、增能方案。

截至目前,碲化鎘發電玻璃大約已經生產100余萬平方米,共發電1億千瓦時,算起來給國家省了2.5萬噸燃煤,同時減少了7萬噸二氧化碳的排放。

現在,越來越多的場所套用到碲化鎘薄膜發電玻璃,這也是潘錦功最初在美國讀書時和朋友聊天時談及的設想,即「讓每個建築都成為一個發電廠」。

「太陽不會白白掛在天上,它是一個無盡的寶藏,一定要好好運用它,新能源才是人類的前進方向。」潘錦功這樣說道,碲化鎘發電玻璃也如他所願,作為清潔、可再生的智慧、綠色、創新能源,其經濟價值和生態價值,無可限量。

參考文獻:

閱讀、探索、跨界、堅持——潘錦功的四個錦囊

一塊發電玻璃,創國內光電轉換效率新紀錄 河北日報

綠色低碳的邯鄲實踐——發電玻璃背後的科技創新 邯鄲日報