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  • 小料優(yōu)選 | 超高效碲化鎘發(fā)電玻璃

    中國(guó)建材集團(tuán) · 2024-08-18 08:14

    玻璃,被譽(yù)為“材料領(lǐng)域中人類最偉大的發(fā)明之一”。從古至今人們一直探索玻璃的制作和使用。在商代,聰明的中國(guó)先民就制造出了琉璃玻璃,隨著時(shí)代的發(fā)展,各種用途和各種性能的玻璃相繼問世——建筑玻璃、藥用玻璃、電子顯示玻璃......科技進(jìn)步、工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人類安居,無(wú)不閃耀著玻璃的智慧之光。科學(xué)家們把清潔、可再生的太陽(yáng)能和玻璃結(jié)合起來(lái),一種具有革命性的新型建筑材料——碲化鎘發(fā)電玻璃應(yīng)運(yùn)而生。


    什么是發(fā)電玻璃?

    玻璃在生活中隨處可見,作為門窗可以為我們遮風(fēng)擋雨,我們也經(jīng)??吹疥?yáng)光透過明亮的玻璃門窗灑下一片光輝。但是提到發(fā)電玻璃時(shí),大家心里會(huì)充滿疑惑,玻璃怎么還能發(fā)電嗎?其實(shí)發(fā)電玻璃的工作原理并不復(fù)雜——當(dāng)陽(yáng)光照射在玻璃上時(shí),玻璃表面有機(jī)光電材料會(huì)吸收光能并將其轉(zhuǎn)化為電能,在這個(gè)過程中,玻璃襯底起到了支撐和保護(hù)作用,透明導(dǎo)電氧化層則負(fù)責(zé)收集產(chǎn)生的電流,并將其傳輸?shù)诫娐分?。發(fā)電玻璃有很多種技術(shù)路線,碲化鎘發(fā)電玻璃是目前應(yīng)用最廣泛的一種類型。

    碲化鎘發(fā)電玻璃工藝原理

    什么是碲化鎘發(fā)電玻璃?

    碲化鎘是一種無(wú)機(jī)化合物,化學(xué)式為CdTe,是一種重要的Ⅱ—Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料。碲化鎘發(fā)電玻璃,是在玻璃襯底上依次沉積5層半導(dǎo)體薄膜而形成的光伏器件。簡(jiǎn)單來(lái)說,將總厚度為3μm,相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑1/100的膜層涂抹在玻璃上,就能得到碲化鎘發(fā)電玻璃。輕輕一涂抹,讓普普通通的玻璃成為“掛在墻上的油田”,真是“小材大用”。

    與一般太陽(yáng)能電池板相比,碲化鎘發(fā)電玻璃是一種“一材多能”的新型能源型建筑材料。其具有發(fā)電能力強(qiáng)(比單晶硅發(fā)電量高3%—8%)、轉(zhuǎn)換效率高(理論轉(zhuǎn)化率33%)、溫度系數(shù)低(受溫度影響小)等特性。2023年我國(guó)人均用電量為6539度,只需要20塊左右發(fā)電玻璃,就能滿足我國(guó)一名居民全年的用電量。

    不僅如此,碲化鎘發(fā)電玻璃具有弱光發(fā)電好的性能,陰天下雨都能發(fā)電,做到“有光就有電”。在安裝應(yīng)用方面,碲化鎘發(fā)電玻璃同樣具有突出特性,安裝角度影響?。ò惭b角度自由)、穩(wěn)定性高(適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng))、熱斑效應(yīng)?。ū粯淙~、灰塵遮擋發(fā)熱少,A級(jí)防火),凱盛科技碲化鎘發(fā)電玻璃還具有色彩可定制等建筑美學(xué)優(yōu)勢(shì),在BIPV領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。

    碲化鎘發(fā)電玻璃場(chǎng)景應(yīng)用

    碲化鎘發(fā)電玻璃技術(shù)攻關(guān)之路

    要將碲化鎘發(fā)電玻璃從理論轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,需攻克半導(dǎo)體材料摻雜,膜面晶體生長(zhǎng),激光處理技術(shù)突破,整套工藝裝備研制等一系列問題。凱盛科技碲化鎘發(fā)電玻璃團(tuán)隊(duì)依托中建材玻璃新材料研究總院科研平臺(tái),堅(jiān)持自主研發(fā),攻堅(jiān)克難十余年,經(jīng)千萬(wàn)次嘗試,最終研發(fā)出在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸鍍?cè)O(shè)備上快速生產(chǎn)技術(shù)和整套裝備,生產(chǎn)出來(lái)的碲化鎘發(fā)電玻璃膜層均勻,轉(zhuǎn)換效率高,整體良品率現(xiàn)已超過97%。

    在凱盛科技集團(tuán)的戰(zhàn)略引領(lǐng)下,2017年,世界第一塊大面積(1.92㎡)碲化鎘發(fā)電玻璃在成都中建材光電材料有限公司成功下線,一舉填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白,打破了國(guó)外壟斷,使中國(guó)成為首個(gè)擁有大面積碲化鎘發(fā)電玻璃的國(guó)家,開辟了“有光就有電”的新紀(jì)元。2024年6月,瑞昌中建材光電材料有限公司生產(chǎn)的碲化鎘發(fā)電玻璃經(jīng)國(guó)際權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)TüV NORD(德國(guó)技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(huì))認(rèn)證,單片功率突破至339.91W,轉(zhuǎn)化效率達(dá)17.7%,創(chuàng)造了我國(guó)大面積(1.92㎡)碲化鎘發(fā)電玻璃轉(zhuǎn)化效率最新紀(jì)錄,引領(lǐng)碲化鎘產(chǎn)業(yè)界新的技術(shù)潮流。

    瑞昌中建材碲化鎘發(fā)電玻璃轉(zhuǎn)化效率達(dá)17.7%,創(chuàng)造了我國(guó)大面積碲化鎘發(fā)電玻璃轉(zhuǎn)化效率最新紀(jì)錄

    碲化鎘發(fā)電玻璃的應(yīng)用場(chǎng)景

    作為一種可發(fā)電、色彩可控、安全無(wú)污染、可回收的綠色建筑材料,碲化鎘發(fā)電玻璃可作為綠色節(jié)能建筑材料直接與建筑結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合,廣泛用于政府、學(xué)校、醫(yī)院等公用建筑和商業(yè)大樓、工廠廠房和民用建筑等幕墻和屋面建設(shè)。同時(shí),碲化鎘發(fā)電玻璃也可直接應(yīng)用于地面電站。

    凱盛科技碲化鎘發(fā)電玻璃具有多個(gè)產(chǎn)品系列,包括標(biāo)準(zhǔn)組件、輕質(zhì)組件、雙玻產(chǎn)品(雙玻標(biāo)準(zhǔn)款、雙玻透光畫卷系列)、三玻產(chǎn)品(仿石材系列、彩釉系列、彩虹2代/3代)、中空發(fā)電玻璃(透光/非透光幕墻、中空采光頂)、構(gòu)建式屋頂(滑入式平面瓦、疊拼式平面瓦)、海上光伏等,可滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景需求。

    碲化鎘發(fā)電玻璃系列產(chǎn)品

    碲化鎘發(fā)電玻璃獲獎(jiǎng)及未來(lái)

    凱盛科技碲化鎘發(fā)電玻璃技術(shù)先后榮獲美國(guó)愛迪生發(fā)明大獎(jiǎng),中國(guó)建材行業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng),第21屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)新材料獎(jiǎng)、中國(guó)工業(yè)大獎(jiǎng)表彰獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng),先后入選國(guó)家工信部《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2019年版)》,國(guó)家發(fā)改委、科技部、工業(yè)和信息化部、自然資源部《綠色技術(shù)推廣目錄》,國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局《公共機(jī)構(gòu)綠色低碳技術(shù)名單》等。2021年10月,作為我國(guó)新材料領(lǐng)域的重大標(biāo)志性成果,亮相國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展,得到黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度肯定。

    碲化鎘發(fā)電玻璃榮譽(yù)證書

    2024年3月,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)《加快推動(dòng)建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳工作方案》,制定光電建筑標(biāo)準(zhǔn),支持碲化鎘等薄膜電池技術(shù)裝備在建筑領(lǐng)域應(yīng)用。未來(lái),在中國(guó)建材集團(tuán)的戰(zhàn)略引領(lǐng)下,凱盛科技碲化鎘發(fā)電玻璃團(tuán)隊(duì)將持續(xù)聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)與探索,著力打造高科技、高效能、高質(zhì)量的新質(zhì)生產(chǎn)力,為加快實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo),助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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