一則“影響能源格局的發(fā)電玻璃，讓美國印度急紅了眼，卻在中國成功問世”的消息近日在網絡上傳播。“發(fā)電玻璃”到底是一項什么樣的“黑科技”？它的成功問世又會對全球能源領域產生多大的影響呢？

經了解，原來這種“發(fā)電玻璃”又叫碲化鎘太陽能電池，它并不是什么新穎的發(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，均勻的涂抹一層4微米厚的碲化鎘光電材料，使原本絕緣的普通玻璃變成了可導電的導體。換句話說，發(fā)電的是薄膜而不是玻璃，這種技術是薄膜太陽能電池技術中的一種，在國際上早已實現(xiàn)量產。

“發(fā)電玻璃“舊聞翻炒

而上述新聞實際上是舊聞，碲化鎘太陽能電池既非剛剛問世，也并非于最近有突破性進展。此時被重新翻炒的原因可能與近期光伏行業(yè)大火、多晶硅價格暴漲以及全國碳排放權交易市場啟動有關。

早在2017年11月，網上就有過大量關于某團隊在此項技術方面的宣傳。其中不乏”中國又一位‘錢學森’“等用詞，并稱“發(fā)電玻璃”被譽為“掛在墻上的油田”。

在這些宣傳中，僅用55秒，就能生產一塊全世界最大單體面積的碲化鎘“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，國際上最大的單片碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃面積僅為0.72平方米，所以，在單體面積涂抹技術方面，該團隊獲得了世界性突破。并且，1.92平米發(fā)電玻璃的光電轉化效率能高達17.8%。
圖片來源：天眼查

由此看來，該團隊的突破和貢獻并非在于發(fā)明了碲化鎘太陽能電池技術，而是在提升了單體面積涂抹技術，生產出了更大面積的單片碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃。

新聞中所稱的17.8%的光電轉化效率又處于什么水平呢？

據(jù)公開資料顯示，目前實現(xiàn)碲化鎘產業(yè)化的公司只有少數(shù)幾家。其中，美國的第一太陽能（First Solar）是絕對霸主，占據(jù)幾乎全部碲化鎘組件的出貨量。根據(jù)第一太陽能公布的數(shù)據(jù)，其實驗室碲化鎘太陽能電池的效率紀錄為22.1%，商業(yè)化組件的平均效率約為18%。由此可見，該團隊在光電轉化效率上并未超越第一太陽能。

碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃至今產業(yè)化程度較低的一個重要原因是圍繞其毒性和原料稀缺性的爭議。碲化鎘的兩種原料中，鎘有劇毒，雖然碲化鎘玻璃不會釋放鎘，但依然需要進行妥善的回收處理；另一原料碲在全球范圍內儲量稀少，用作玻璃發(fā)電，經濟效益不高，并且存在以后發(fā)現(xiàn)更重要的用途時，碲礦卻已被開采完的風險。

在我國也曾有過幾個碲化鎘項目被叫停。2019年3月，深賽格發(fā)公告稱，公司決定停止建設深汕特別合作區(qū)碲化鎘薄膜光伏產業(yè)基地項目；2019年5月，凱龍股份公告，公司決定終止實施碲化鎘薄膜太陽能電池組件項目。上述項目都是在2018年國家推行光伏新政，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時的市場中難以形成有效競爭力，有較大投資風險，碲化鎘項目污染大，環(huán)評批文較難取得等問題。

那么，自稱發(fā)明了碲化鎘發(fā)電玻璃的某團隊在學術上有哪些成就呢？記者查詢了國內外網站，除了關于“錢學森第二”的文章，鮮少能查到其他相關內容。在統(tǒng)計全世界科學家論文及被引用次數(shù)最權威的網站Google Scholar上查不到該團隊，僅在Reserch Gate網站上查到該團隊領頭人作為第一作者的科研論文四篇，令人疑惑的是，其所著論文與光伏、碲化鎘沒有任何關系。

衡量一個科學家科研水平的最重要的指標之一就是他所著科研論文的被引用次數(shù)，而上述四篇論文合計被引用次數(shù)只有15次。對比其論文中出現(xiàn)的另一個作者合計4.3萬次的被引用量，這位第一作者的科研能力成謎。

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)的兩大技術陣營，其中晶體硅在過去和現(xiàn)在都主導著全球光伏市場。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，硅基薄膜光伏電池的轉換效率最低，銅銦鎵硒薄膜電池的轉換效率最高，但是其發(fā)展受困于生產成本較高、工藝未標準化、銦和鎵的蘊藏量有限等問題。

而碲化鎘（CdTe）薄膜光伏電池則具有以下幾個優(yōu)點：

制造成本低：與其他太陽能電池相比，碲化鎘薄膜電池結構簡單，因此制造成本較低；

轉換效率高：碲化鎘薄膜太陽能電池的理論光電轉換效率約為32%，高于晶硅、砷化鎵等其他類型的太陽能電池；

溫度系數(shù)低：溫度系數(shù)比晶體硅太陽能電池低一半左右，所以更適合于高溫、沙漠及潮濕地區(qū)等嚴苛應用環(huán)境；

弱光效應好：無論在清晨、傍晚，還是陰云雨天等弱光環(huán)境下都能發(fā)電，具有比晶硅電池長得多的發(fā)電時間；

環(huán)境友好：與外界的擔憂相反，雖然鎘元素有劇毒，但碲化鎘是穩(wěn)定的化合物，能被安全使用。碲化鎘被密封在兩塊玻璃之間，常溫下沒有鎘的釋放。即使在1100℃的高溫下，99.96%的碲化鎘都被熔化的兩塊玻璃封住而沒有泄露。而其他幾種太陽能電池及燃煤其他能源也有鎘的排放，碲化鎘玻璃的鎘排放量反而是最低的。

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的發(fā)展，成為僅次于晶體硅的第二種最常見的光伏技術，目前占世界市場份額的5%。但由于技術壁壘極高，目前全球范圍內有量產能力的碲化鎘電池企業(yè)僅有美國第一太陽能、德國Calyxo及中國的少數(shù)幾個企業(yè)。其中能夠大規(guī)模生產碲化鎘薄膜光伏組件的企業(yè)只有美國第一太陽能一家，其產量約占全球總產量的95%以上。

技術上，盡管碲化鎘電池的理論效率高達32%，并早在1993年實驗室效率已達16%，但在隨后的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，導致效率損失居高不下。第一太陽能在2011年實現(xiàn)了效率突破，但又進入了提效的瓶頸期。

碲化鎘競爭格局

在我國，致力于碲化鎘薄膜電池研發(fā)及生產的企業(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、中國建材凱盛科技集團等）、中山瑞科新能源有限公司等。

其中，成立于2008年的龍焱能源，其創(chuàng)始人吳選之從事太陽能電池技術研究近40年，是中國第一條非晶硅薄膜太陽能電池中試生產線項目的領導者，也是時為國家科委“七五攻關項目”“206位功臣”之一、第一批享受國務院專家津貼的科技人員。

2011年，龍焱能源建成國內第一條具有完全自主知識產權和規(guī)模量產能力的全自動化碲化鎘電池生產線，實現(xiàn)了碲化鎘薄膜光伏電池產業(yè)化技術的全國產化。

2017年9月，成都中建材光電材料有限公司生產出世界第一塊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)電玻璃項目一期工程開工，首期規(guī)劃兩條年產100MW碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃生產線；2017年12月，中建材凱盛年產300MW碲化鎘發(fā)電玻璃生產線項目開工；2019年11月，中建材碲化鎘發(fā)電玻璃項目株洲醴陵開工，總投資100億，將建設30萬千瓦產能的碲化鎘薄膜太陽能發(fā)電玻璃生產線；2020年1月，雅安中建材300兆瓦碲化鎘發(fā)電玻璃項目開工。

成立于2015年的瑞科新能源是碲化鎘電池界的后起之秀，其控股股東為明陽智能。瑞科新能源的碲化鎘組件量產效率接近16%，實驗室效率超過20%，并已研制出擁有自主知識產權的核心真空鍍膜設備。

目前國內已實現(xiàn)碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃落地應用的建筑包括：成都雙流國際機場、成都川開電氣、張家口市民中心、上海松江機器人工業(yè)園大樓、山西省政府大樓、成都智慧中心、攀枝花石墨碳工業(yè)園、九寨溝黃龍高原機場、安徽桐城工業(yè)區(qū)大型廠房等。

碲化鎘光伏產品在光伏建筑一體化領域比起晶硅光伏更具優(yōu)勢。但業(yè)內專家告訴《國際金融報》記者，“碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃在光伏電站投資領域，很難撼動晶硅光伏的絕對主導地位。晶硅龐大的產業(yè)鏈已形成規(guī)模優(yōu)勢，更大的產業(yè)規(guī)模可以迅速拉低產品成本。而目前碲化鎘生產線相比規(guī)模偏小，在全球范圍內僅有第一太陽能能與晶硅巨頭正面抗衡，較小的規(guī)模較難降低成本。“

不僅在與晶硅太陽能電池的競爭中差距較大，在與同是薄膜太陽能發(fā)電技術之一的銅銦鎵硒薄膜電池的競爭中，碲化鎘也未占據(jù)太多優(yōu)勢。今年3月，中建材凱盛科技集團公告，經美國國家可再生能源實驗室(NREL)測試證實，其銅銦鎵硒太陽能電池組件的光電轉換效率達到19.64%。

漢能控股集團、中建材凱盛、中國神華在銅銦鎵硒領域也都早有布局。

中建材凱盛在江蘇徐州和安徽蚌埠分別投資建設300兆瓦銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產及設備制造項目；2017年12月，中國神華與上海電氣合資設立重慶神華，總投資75億元，分三期實施建設銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件項目；漢能集團則早在2018年就建成600兆瓦銅銦鎵硒薄膜太陽能電池項目。

在光伏產業(yè)的競爭中，想要增強競爭力，擴大市場份額，提升電池效率，實現(xiàn)降本增產是唯一途徑，碲化鎘薄膜與銅銦鎵硒薄膜電池一樣，都還有很長的路要走。