成都中建材:科技发力 用玻璃“电”亮世界
四川经济日报记者 李珊 文/图
成都中建材大楼外壁全部采用“发电玻璃”
玻璃可以发电?
这似乎是一件不可思议的事。
可成都中建材光电材料有限公司却让这件不可思议的事变成了现实:将两块普通玻璃中间镀上一层3微米厚的碲化镉材料,即可使玻璃从绝缘体变成导体,并具有发电功能。
世界第一条拥有自主知识产权工业4.0的年产100兆瓦大面积碲化镉弱光发电玻璃示范生产线;
世界最大尺寸碲化镉弱光发电玻璃;
世界首个全产业链园区;
世界首个“零”排放生产线;
中国首条具有实际工程意义的碲化镉生产线;
这是成都中建材历时8年多来交出的一份优异“成绩单”。这个成立于2009年的“年轻”公司,一直致力于碲化镉弱光发电玻璃的研发与产业化,特别是公司主打的大尺寸碲化镉发电玻璃一经问世就引起全球的广泛关注,引领了碲化镉产业界一个新的世界技术潮流。现已实现实验室转换效率17.8%,小组件转化效率14.5%,达到了国际先进水平。
一片小小的“发电玻璃”到底蕴含了多大的力量?带着这一疑问,记者走进成都中建材,一探究竟。
碲化镉弱光发电玻璃 引领产业革命
近日,记者来到成都双流区西航港街道空港二路558号,成都中建材的办公区和厂房都坐落于此。
“你们来得真是时候,今天我们正好举行‘发电玻璃’精准扶贫第一车发车仪式,这也是我们公司碲化镉发电玻璃技术第一次实际运用到光伏扶贫项目中,非常有意义。”一走进办公楼的大厅,成都中建材总经理潘锦功就笑容满面迎上来,并热情地担任起解说员,给记者介绍了公司的主打产品——碲化镉弱光发电玻璃。
碲化镉“发电玻璃”是天然的双玻型组件,工艺简单,易实现标准化、规模化生产,并且低能耗无污染,弱光也能发电,复杂环境条件下表现好,生产成本低,是第二代太阳能电池中产业化最成功的产品。“现在我们整栋大楼的照明用电都是大楼外墙的‘发电玻璃’供的电,尽管今天是阴天,光线很弱,但是它依旧在正常工作。”潘锦功有些“骄傲”地说。
相较于美国制造的规格为1.2米×0.6米的小尺寸“发电玻璃”,大面积“发电玻璃”的发电效果更加稳定,但玻璃越大,镀膜难度越大。要把3微米厚的碲化镉材料均匀地、不间断地涂在玻璃表面,难度可想而知。
再难也要做。经过8年技术攻关,去年8月,第一块具有完全自主知识产权的碲化镉“发电玻璃”正式“亮相”:1.2米×1.6米,面积1.92平方米,重30公斤,这片“发电玻璃”面积是国际上传统产品的2.67倍,并且具有高功率的特点,单个大面积玻璃一年可发电260-270度,实现了玻璃与材料的有机结合,是可替代砖头、幕墙等绿色、可回收、可发电的多功能建筑材料。
4月17日,全长550米的世界第一条拥有自主知识产权工业4.0的年产100兆瓦碲化镉弱光发电玻璃示范生产线正式连通,仅需55秒,生产线终端即送出一块世界最大单体面积的碲化镉“发电玻璃”。
据业内专家介绍,这项创新型的新产品,将为中国的玻璃工业带来3个巨大变化:
在新材料领域,把中国的平板玻璃从建筑材料变成了可发电可滤光的功能材料,颠覆了传统玻璃工业技术体系。
对于民族工业,把中国从建筑材料大国提升为电子玻璃强国,进而为把中国提升到半导体材料强国打下技术和材料基础。
在建材行业内,引领了一场建筑材料革命。建筑的外墙不再只是水泥,砖头,幕墙,不再只产生建筑垃圾,不再是沉淀的资金,而是可发电的墙体,可回收再利用的材料,住户和业主的免费发电机,也是光伏扶贫的有效工具。
打破资源限制
用技术力量变“废”为“宝”
氯气有毒,氯化钠却成了食盐;镉元素也有毒性,碲化镉却让它变成了宝贝。,成都中建材就是在变“废”为“宝”中开始的,当然,这也仅仅是个开始。
数据显示,我国为碲主要消耗国,仅半导体致冷业一项对碲的年需求量即可达40-50吨,加上全球制冷、冶金及太阳能电池等行业需要,年总需求量约700-800吨。据行业专家预测,2020年全球相关行业总需求量约1600吨。
碲铋资源稀缺,需求却不断增长。供不应求矛盾已日益突出,工业碲的市场价格不断上涨。
基于此,公司团队经过几年技术攻关,在铜矿、铅锌矿等的废渣中提取有价元素,打破了资源限制,同时也降低了生产成本。“这是更大范围的变‘废’为‘宝’,用技术的力量,打破了资源对产业发展的限制。”潘锦功说。
8年来,公司团队攻破多项技术难关。截至2017年,公司共申请了57项专利,其中发明专利50项,实用新型专利7项,计划在2018年完成200项专利布局,形成自主知识产权集群。除此之外,经过资源整合,公司在关键的原材料(碲化镉、玻璃和透明导电膜)、工艺生产技术、生产装备等方面,获得了中国建材60余项专利的使用许可。
“我们是一个‘年轻’的公司,员工平均年龄只有30岁左右,并且在近200名员工中,仅有四五十人是普通生产线工人,其余均为技术人员,他们将激情和热情都倾注在了技术创新上。同时,鼓励技术创新,也是我们的企业文化。”潘锦功说,公司有专门的技术中心,目前,共有科研骨干51人,博士7人、硕士21人,1人为新世纪国家“百千万”人才专家,3人为四川省“千人计划”专家,4人为成都蓉漂计划专家。其中海外引进专家4人,共同承担国家和省部级各类研究课题十多项。
此外,公司还在德国、美国等设立了相应的研究机构,每年还会选派优秀的技术人员前往国外学习交流,形成了“走出去、请进来”的流动机制,坚持以海外团队开展技术创新,本土团队带动成果产业化的模式,有效支撑了公司在碲化镉弱光发电玻璃和高纯稀散金属材料两大业务板块的技术开发工作。
产业规模不断扩大
“发电玻璃”生产线加速布局
一进成都中建材的大门,首先映入眼帘的是一栋全部以“发电玻璃”为墙体的大楼,旁边还有一条“发电玻璃”铺成的走道,甚至连停车场的顶棚都铺盖了“发电玻璃”。据测算,将车间屋顶和墙体全部换成“发电玻璃”,一年可发电200多万度,这意味着车间白天一半的用电量可自给自足,就连电瓶车、电动汽车充电桩电源都可以来自“发电玻璃”。
而车间的另一侧,一辆长60尺的大货车,装满了“发电玻璃”,正准备发车参与精准扶贫。“发电玻璃”的设计寿命30年,通过发电,5年就可以收回成本,这为光伏发电并网的推进,甚至为精准扶贫打开了想象空间。
“这一切都可以证明,未来,‘发电玻璃’不仅可以广泛用于军工、航天等领域,在民用领域也有非常广阔的市场。”谈到“发电玻璃”未来的市场前景,潘锦功滔滔不绝。
2018年,对成都中建材来说是“扬眉吐气”的一年。生产线全面接通,“发电玻璃”批量生产,各地企业、政府单位络绎不绝地来公司考察项目。“公司现在接待都已经有点应接不暇了,不仅有省内的,还有省外的、国外的,光工信部的领导,今年一个月就来我们企业考察了3次,非常重视我们的发展。”潘锦功边笑边说道。
除了“应接不暇”的考察队伍,全球订单也接踵而至,“我们目前只有一条生产线,订单太多,已经开始供不应求了。”潘锦功透露,目前,生产线建造技术已经非常成熟,可以复制建设,在凯盛集团的战略部署下,计划到2020年,将产能在现有规模的基础上扩大到1GW。
而成都中建材的规划还远不止于此。申请国内专利、国际专利,配备中英文操作系统……四川的“发电玻璃”正慢慢“走出”国门,悄悄改变着世界。
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