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发电玻璃实现弯道超车的功臣:潘景功

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-10   来源:海上风电   作者:风电叶片   浏览次数:120
核心提示:2010年,美国一家美国能源公司开出两千万美元的条件,来换取潘锦功研发项目的专利使用权。印度得知后,更是以一亿美元的出价来购买潘锦功的专利。美国国会曾宣称,潘景功掌握的技术将直接关系到美国未来国家能源安全,扬言不让潘锦功回国。然而,潘锦功从美国新泽西理工大学博士毕业后,毅然选择回国创业。通过七年的研究,实现碲化镉发电玻璃“中国智造”。 这种发电玻璃只是在普通的玻璃上涂抹4微米厚的碲化镉光电薄膜,就能使普通玻璃从绝缘体变身成为可导电可发电的半导体材料。一片1.92平米的发电玻璃可以为一个普通家庭,一年提供2

   

2010年,美国一家美国能源公司开出两千万美元的条件,来换取潘锦功研发项目的专利使用权。
印度得知后,更是以一亿美元的出价来购买潘锦功的专利。
美国国会曾宣称,潘景功掌握的技术将直接关系到美国未来国家能源安全,扬言不让潘锦功回国。
然而,潘锦功从美国新泽西理工大学博士毕业后,毅然选择回国创业。
通过七年的研究,实现碲化镉发电玻璃“中国智造”。
这种发电玻璃只是在普通的玻璃上涂抹4微米厚的碲化镉光电薄膜,就能使普通玻璃从绝缘体变身成为可导电可发电的半导体材料。
一片1.92平米的发电玻璃可以为一个普通家庭,一年提供260度到270度左右的电。
他研究的单体电池发电转化率已经达到了17.8%,且只要55秒就可以生产完成一块单片规格为1.2米×1.6米碲化镉太阳能电池。
这项研究成果一举获得34项专利,其中19项发明专利完全是属于中国自主的核心技术专利。
潘景功的技术突破让中国转身之间挤进千亿级别产业的领头羊地位。
【发电玻璃的历史回顾】 发电玻璃也叫“碲化镉薄膜太阳能电池”,简称CdTe电池。
第一个碲化镉薄膜太阳能电池是由美国无线电公司(RCA)实验室在CdTe单晶上镀上In的合金制得的,其光电转换效率仅为2.1%。
1982年,Kodak实验室(即美国伊士曼·柯达公司)用化学沉积法在P型的CdTe上制备一层超薄的CdS,制备了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS薄膜太阳能电池。
这是现阶段碲化镉薄膜太阳能电池的原型。
美国南佛罗里达大学于1993年用升华法在1平方厘米的面积上做出转换效率为15.8%的太阳能电池。
如今,西门子开发的面积为3600cm2的碲化镉薄膜太阳能电池转换效率达到11.1%的水平;美国国家可再生能源实验室公布了Solar Cells公司的面积为6879cm2的碲化镉薄膜太阳能电池的测试结果,其转换效率达到7.7%;Bp Solar的碲化镉薄膜太阳能电池面积为4540cm2,转换效率为8.4%,面积为706cm2,转换效率达到10.1%;Goldan Photon的碲化镉薄膜太阳能电池,面积为3528cm2,转换效率为7.7%。
随后,日本Matsushita Battery研究的CdTe小面积电池在实验室里的最高转换效率为16%,成为当时碲化镉薄膜太阳能电池的最高纪录。
在广泛深入的应用研究基础上,国际上许多国家的CdTe电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。
1998年美国的碲化镉薄膜太阳能电池产量只有0.2MW,而在2010年,美国第一光伏的年CoTe生产量达到了2.2GW,商业模块平均效率为11.7%,而生产成本却低至0.75美元/瓦。
【玻璃电池的结构组成】 碲化镉薄膜太阳能电池是一种以p型CdTe和n型CdS的异质结为基础的薄膜太阳能电池。
玻璃只是一个透光的衬底材料,不是技术性关键材料。
这种太阳能电池组件分7层结构所组成:1、玻璃衬底:主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。
其超白钢化处理的钢化玻璃,透光率必须高于91%以上,另一作用为保护发电主体(如电池片)。
用EVA来粘结固定钢化玻璃和电池片和背板。
2、TCO导电氧化层,即TCO透明导电薄膜玻璃,主要起的是透光和导电的作用。
3、CdS窗口层:n型半导体,与p型CdTe组成p-n结。
4、CdTe吸收层:它是电池的主体吸光层,与n型的CdS窗口层形成的p-n结是整个电池最核心的部分。
5、背接触层和背电极:为了降低CdTe和金属电极的接触势垒,引出电流,使金属电极与CdTe形成欧姆接触。
背板作用,密封、绝缘、防水(一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化)。
6、接线盒:保护整个发电系统,起到电流中转站的作用,如果组件短路接线盒自动断开短路电池串,防止烧坏整个系统接,线盒中最关键的是二极管的选用,根据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同。
7、铝合金保护层压件:起一定的密封、支撑作用。
之外,还有硅胶密封,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处。
【发电玻璃的应用前景】 首先是它的弱光发电率高,无论是在阴天还是傍晚,“发电玻璃”都可以高效率的实现转化,比传统的太阳能电池板发电时间更长。
另一方面,因为碲化镉的结构相对简单,制造时间比硅晶电池短,工业成本更低。
倘若在高楼大厦上安装“发电玻璃”,将会产生一个惊人的数据:一年的总发电量将会相当于3个三峡大坝的发电量! 还有就是大家都十分注重的环保问题,首先“发电玻璃”的使用年限可以长达30年,建立良好的回收利用机制,不仅不会对环境产生负担,还能有效节约能源。
碲化镉薄膜是全透明的材质,这意味着“发电玻璃”的应用范围十分广泛,不必局限在墙壁和屋顶上,门窗上也同样适用,倘若普通玻璃幕墙被“发电玻璃”取代,那么不仅光污染问题能得以解决,我们身边的建筑物也都会变身成小型发电站,日常用电更加便利。
因为“发电玻璃”易于携带,如果运用在军事中,可以直接在野外为军区通讯基站提供电力支持。
除此之外,“发电玻璃”还有很强的承重能力,利用这种特性,我们可以把它运用在道路建设上,把道路变成充电站,现在电动汽车的研发技术也在不断革新,未来也将会成为汽车领域的一大趋势,届时两者相得益彰,生活将会更加便利。
发电玻璃开始进入我们的日常生活。
成都的双流国际机场、川开电气,以及上海机器人工业园大楼等建筑里都安装有发电玻璃。
美国的福特公司已经和潘锦功签下了巨额订单,采购“发电玻璃”用于改造厂房。
【国家和地方给予的支持】 潘景功的发电玻璃能在七年内实现弯道超车,与国家和地方的支持也是分不开的。
国家给予了他的团队1.59亿的资金支持,而四川省也给予了他5000万的补贴。
这就为潘锦功的技术研发提供了资金。
我们相信,随着规模化量产的导入和设备成本的降低,中国智造将迅速占领全球千亿规模的发电玻璃产业。

 
关键词: 风电叶片 风电塔筒
 
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