潘錦功：追“光”賦能 重新定義綠色建筑的價值

潘錦功，美國新澤西理工大學(xué)博士，教授級高級工程師，新澤西理工大學(xué)碲化鎘材料研究中心創(chuàng)始人、四川省“天府峨眉計劃”專家、成都市“蓉漂計劃”專家、全國僑聯(lián)特聘專家、四川省頂尖創(chuàng)新團隊帶頭人，現(xiàn)任成都中建材光電材料有限公司總經(jīng)理。

成都中建材總經(jīng)理潘錦功

 正如潘錦功所欣賞的喬布斯曾說過的那句話，“創(chuàng)新是無盡的勇氣和頑強的毅力的結(jié)晶?！痹诮?jīng)歷十余年的砥礪前行之后，潘錦功和碲化鎘發(fā)電玻璃終于走到了舞臺中央，開始收獲成果。從無人問津、質(zhì)疑不斷，到柳暗花明、客戶盈門，“這過程中間我們經(jīng)歷了10年！”

受到政策、市場的多重利好刺激，近年來，BIPV（光伏建筑一體化）正在快速發(fā)展，中國的碲化鎘發(fā)電玻璃也終于迎來了高速發(fā)展時期，在今年3月底斬獲“第七屆中國工業(yè)大獎”表彰獎的成都中建材碲化鎘發(fā)電玻璃工廠，更是吸引眾多合作者慕名而來。

7月7日，在中國水泥網(wǎng)在重慶舉辦的“2023中國水泥節(jié)能與新能源發(fā)展大會”上，成都中建材光電材料有限公司總經(jīng)理（下稱“成都中建材”）潘錦功博士在向筆者談起碲化鎘發(fā)電玻璃時，依然聲音高亢、激情澎湃，10余年艱難創(chuàng)業(yè)的磨礪，從未消減他的斗志。

 后起之秀 重新定義建筑的價值

 碲化鎘發(fā)電玻璃是一種將碲化鎘（CdTe）光電材料生長在普通玻璃上，使普通玻璃從絕緣體變成能夠發(fā)電的新型綠色建材。與傳統(tǒng)光伏產(chǎn)品不同，碲化鎘發(fā)電玻璃可直接作為建筑材料使用，成為建筑的一部分，真正實現(xiàn)將建筑從“耗能中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爱a(chǎn)能中心”，因其擁有卓越的優(yōu)勢而被寄予厚望：

吸收光線能力強。吸收94%可見光，陰天下雨或者清晨傍晚等弱光條件也能發(fā)電，可以解決玻璃幕墻的光污染問題；

光電轉(zhuǎn)化效率高。碲化鎘薄膜太陽能電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率約為33%；

溫度系數(shù)低，高溫損耗最小。溫度系數(shù)比傳統(tǒng)太陽能電池低一半左右，所以對于高溫、沙漠及潮濕地區(qū)等嚴苛應(yīng)用環(huán)境更具有適應(yīng)性；

價格親民。因其發(fā)電膜層材料僅2微米厚，制造成本低，有利于大規(guī)模應(yīng)用。

安全性能高。碲化鎘是穩(wěn)定的化合物，正常使用下沒有鎘的釋放，能被安全使用。且碲化鎘發(fā)電玻璃通過防火等級（Class A）測試。

碲化鎘發(fā)電玻璃產(chǎn)品被稱為是“掛在墻上的油田”，作為新型建筑材料，實現(xiàn)了色彩、圖案、尺寸、透光度可定制、透光率可調(diào)，為建筑設(shè)計提供更加廣闊的選擇，滿足現(xiàn)代建筑的“低碳美學(xué)”需求。

憑借出色的功能優(yōu)勢，碲化鎘發(fā)電玻璃非常適合應(yīng)用于分布式、構(gòu)件化、集成化的綠色建筑，因此被BIPV市場所看好。尤其是近幾年的雙碳大背景下，綠色建筑比例和要求越來越高，碲化鎘發(fā)電玻璃的應(yīng)用也越來越被重視。

在交流中，潘錦功認為，如果說過去的幾百年，建筑的價值被限制在遮風(fēng)擋雨的功能性內(nèi)，那么未來100年，BIPV是光電材料和建筑材料的有機結(jié)合，建筑將被賦予新的價值：“它應(yīng)該是綠色低碳的，還應(yīng)該是節(jié)能、產(chǎn)能的，它甚至還將有金融屬性，這是一個很大的變革，而碲化鎘發(fā)電玻璃是目前最被看好的BIPV材料之一，將為建筑的新“價值”賦能?！?/p>

使用了成都中建材碲化鎘發(fā)電玻璃的國家電網(wǎng)100%新能源新型電力系統(tǒng)示范項目

 十年磨一劍 終迎收獲期

今天來看，碲化鎘發(fā)電玻璃應(yīng)用場景日漸豐富，案例也逐漸增多，且擁有著廣闊發(fā)展前景，但由于碲化鎘發(fā)電玻璃生產(chǎn)的技術(shù)和資金壁壘較高，市場內(nèi)企業(yè)數(shù)量較少，即使全球范圍而言，從事該產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)都不多。在中國也是近十幾年陸續(xù)有少數(shù)幾家公司能夠生產(chǎn)碲化鎘發(fā)電玻璃，國產(chǎn)化之路甚是艱辛。

2010年，潘錦功回國創(chuàng)業(yè)，致力于大面積碲化鎘發(fā)電玻璃的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

2013年，潘錦功帶領(lǐng)下的成都中建材在凱盛集團戰(zhàn)略指導(dǎo)下，逐步開始完成光電材料上下游產(chǎn)業(yè)鏈整合，含碲鉍礦選冶、濕法冶金加工、高純稀散金屬材料提純及化合物半導(dǎo)體制備等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保了碲原料的穩(wěn)定供應(yīng)。

這期間，美國政府代表團曾三次赴公司游說潘錦功前往美國，公司也曾經(jīng)歷了銀行抽貸、礦山開發(fā)被叫停、公司賬戶被查封、人員流失等一系列困難，“最困難的時候，公司300多名員工只剩下29人”，潘錦功感慨道，“過程真是太難了?！?/p>

但最終，潘錦功和團隊的堅持終于迎來了收獲期。

2016年，成都碲化鎘發(fā)電玻璃項目獲國家發(fā)改委“增強國家制造業(yè)核心競爭力重大工程”專項支持1.59億。

2017年，成都中建材終于成功生產(chǎn)出世界第一塊大面積（1.92平方米）碲化鎘發(fā)電玻璃。

2018年，成都中建材大面積碲化鎘發(fā)電玻璃生產(chǎn)線在成都雙流正式投產(chǎn)，使中國成為首個自主擁有大面積碲化鎘發(fā)電玻璃的國家，產(chǎn)品當年批量供應(yīng)市場并實現(xiàn)盈利。

2019年，成都中建材碲化鎘發(fā)電玻璃技術(shù)理論榮獲愛迪生發(fā)明獎、中國建材聯(lián)合會技術(shù)發(fā)明一等獎、第21屆國際工業(yè)博覽會新材料獎；入選工信部《重點新材料首批應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》；

2020年，項目榮獲“中國好技術(shù)”稱號；入選國家發(fā)改委《綠色技術(shù)推廣目錄》。

2021年，項目生產(chǎn)線轉(zhuǎn)化效率達16.18%，產(chǎn)品入選國家“十三五”科技創(chuàng)新成果展，成為中國日報向國外宣傳的三個重大技術(shù)之一；成都中建材承擔國家發(fā)改委攀西戰(zhàn)略重點項目(碲化鎘發(fā)電玻璃用核心原料-5N碲化鎘高產(chǎn)能低成本合成關(guān)鍵技術(shù)與合成設(shè)備)。

2022年，實驗室轉(zhuǎn)化效率達20.84%，再次刷新了最高記錄；榮獲四川省科技進步一等獎；入選參加慶祝香港特別行政區(qū)成立25周年舉辦的“創(chuàng)科博覽2022”；入選國管局《公共機構(gòu)綠色低碳技術(shù)》、《四川省住房城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用類新技術(shù)（第一批）》。

今年3月，成都中建材碲化鎘發(fā)電玻璃項目斬獲“第七屆中國工業(yè)大獎”表彰獎。

2023年3月，成都中建材碲化鎘項目斬獲“第七屆中國工業(yè)大獎”表彰獎

總結(jié)成都中建材的碲化鎘發(fā)電玻璃技術(shù)，潘錦功認為其解決了國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域4大難題：

一是單質(zhì)材料提純：碲與砷、硒等關(guān)鍵雜質(zhì)的沉積電位、飽和蒸氣壓等理化性質(zhì)接近，含碲原料和高純碲制備去除分離雜質(zhì)難度極大。

二是半導(dǎo)體合金制備：碲化鎘合金制備過程中蒸氣壓大，產(chǎn)物偏析嚴重，極易爆炸。

三是鍍膜工藝開發(fā)：在大面積基板玻璃上鍍膜，溫場難以控制，同時由重力和高溫耦合作用引起的基板形變，無法實現(xiàn)均勻鍍膜。

四是成套裝備設(shè)計：動態(tài)連續(xù)鍍膜過程中，膜層內(nèi)部、不同膜層界面之間極產(chǎn)生缺陷，難以實現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)。

技術(shù)和項目的不斷取得碩果固然能夠給團隊帶來了突破的喜悅，但真正令潘錦功和團隊欣慰和自豪的則是來自于技術(shù)產(chǎn)品的不斷應(yīng)用于現(xiàn)實中的各種場景、幫助到各種人，“希望我們這個產(chǎn)品能給每一個人造福，給民族造福，是我們做技術(shù)研發(fā)的人最期待的！”潘錦功說。

使用了碲化鎘發(fā)電玻璃的麗江水泥廠外立面改造項目

 走在浪潮最前沿的人

近年來，隨著光伏發(fā)電與建筑的跨界融合、模式創(chuàng)新頻現(xiàn)，BIPV的場景日漸多元化，據(jù)估算，BIPV未來市場規(guī)模將有望達到1.7-3.6萬億。乘上了BIPV“東風(fēng)”的碲化鎘發(fā)電玻璃亦是前景一片大好。

不過，雖然在國外碲化鎘發(fā)電玻璃已經(jīng)有多年發(fā)展，但在國內(nèi)，至今仍還算是一個新鮮事物，未被市場普遍接受，持續(xù)提升轉(zhuǎn)化效率，推動更多場景應(yīng)用落地，將是當下碲化鎘發(fā)電玻璃技術(shù)需要重點解決的問題。

對此，潘錦功并未過于擔憂，他認為，科研和產(chǎn)品開發(fā)過程就像競技體育一樣，凝聚團隊的力量，保持好奇心、充滿激情，忍受過程中的痛苦和失敗，“只有你當了冠軍以后，回味的時候，你才有你的喜悅”。

同時，他也期待政府更大力度的扶持，更精準政策的落地，能為碲化鎘發(fā)電玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來“爆發(fā)性的市場”。

如今，成都中建材的碲化鎘發(fā)電玻璃項目達200余個，如北京冬奧會、國家超高壓變流站、深圳北站、合肥新橋國際機場三期等項目，還承建了亞洲最大碲化鎘發(fā)電玻璃地面電站——“奧運走廊”赤城山地修復(fù)電站。

一步步看到這個顛覆性的產(chǎn)品逐漸被大眾所接受，潘錦功也慶幸自己的堅持，“在浪潮前面的永遠是少數(shù)人，在金字塔頂端的人永遠是少數(shù)人，面對創(chuàng)新的態(tài)度，決定了你在金字塔中的位置。”