玻璃真的能发电？
“其实，发电的并不是玻璃，而是两块普通玻璃之间蒸镀的一层4微米厚的特殊材料的薄膜，4微米大概是一根头发丝的1/20。”邯郸中建材市场工程部部长玄志歌一语道破其中玄机。
极薄的一层薄膜，体现了企业的科技实力，更体现创新能力，邯郸中建材始终寝馈其中，不遗余力。
邯郸中建材由邯郸经开区与中国建材集团凯盛科技集团合作成立，2022年6月投产，依托经开区战略性新兴产业发展基础和中国建材集团在世界建筑材料行业的领先技术与市场优势，致力于大尺寸、高转化率碲化镉薄膜发电玻璃的智能制造，不断科技创新，推动建筑业从高能耗向零能耗转型升级。
而光电转化效率提升是推动建筑业从高能耗向零能耗转型升级关键所在。从投产时仅处于行业平均水平到17.26%，这个数字提升的背后，与以邯郸中建材技术人员为核心的“工程师攻坚团队”的合力攻坚密不可分。
目前，中国建材集团在全国布局的这条最先进生产线上，标准系列、彩虹系列、透光系列、炫彩系列、画卷系列等五大系列发电玻璃正被源源不断地生产出来，其中，透光系列发电玻璃应用视网膜技术，站在一米远的位置，与普通玻璃的视觉效果并无二致，是目前市场上唯一既能透光又能发电的玻璃。
玄志歌以邯郸中建材为例算了一笔账，邯郸中建材的生产车间有4万多平方米，三面幕墙都采用了发电玻璃，一共2776块，自去年6月投产以来，已节电100万千瓦时。
由于维护成本低、不易损坏、外观效果好，适应范围广，碲化镉薄膜发电玻璃深受市场欢迎，订单已经排到明年三月。在保证现有生产基础上，公司还经常遇到“加塞的人”，最近，因客户急需，公司就在加班加点，赶制来自福建的一个2万平方米的插单。
什么是发电玻璃？
所谓的发电玻璃 ，又叫碲（dì）化镉（gé）薄膜太阳能电池 ，真正让冰墩墩发光的不是玻璃，而是碲化镉“夹心”。
碲化镉（CdTe）是一种重要的半导体材料，形状呈黑色晶体颗粒或粉末，性能稳定，光能吸收系数高。其中的碲元素金属本是铜矿开采的附带金属，很长一段时间以来并不具备较高的利用价值，直到碲化镉光伏技术研制成功。
要让一块普通的玻璃发电，需要涂抹4微米厚的碲化镉光电薄膜（相当于头发丝百分之一粗细），普通玻璃便能从绝缘体变身成为可导电 、可发电的半导体材料。
当太阳光照射到吸收层后，碲化镉薄膜层中会产生电子运动，从而实现发电。
据介绍，这层特殊材料薄膜对光谱的响应非常敏感，即使在弱光、低温条件下，也可以发电，不受阴雨天气限制。这组材料沉积在两块玻璃之间，使玻璃从绝缘体变成导体，遇到光就能发电，电站、屋顶、幕墙、廊道等场景都可以使用，为节能建筑设计提供新的思路，特别是给近零能耗建筑提供了绿色低碳、增能的方案，助力碳达峰碳中和目标的实现。
与光伏玻璃有何区别
这块特殊的玻璃作为一种新型的发电材料，不仅具备着普通玻璃的通光性，还可以将太阳能转化成电能。那与常见的硅晶太阳能电池（光伏发电）相比，发电玻璃又具有哪些特点呢？
1、发电能力强
碲化镉玻璃发电比晶硅发电量高3%~8%，在理想状态下的光电转换效率可以高达30%。
2、发电性能稳定
发电玻璃的设计寿命为30年，在低温、高海拔等极端环境下都有稳定表现。特别是碲化镉在炎热、潮湿环境中，发电性能优势明显，而晶硅电池在高温条件下不但性能会下降，还有可能引发火灾。
3、有光就能发电
碲化镉发电玻璃可实现弱光环境下的发电，在室内光照条件非常差的环境下仍然能够输出电流。也就是说，它的工作时间可以从天微微亮到夜幕落下，一天之中可以创造更多的电，即便是阴天下雨环境也能发电，这让太阳辐射洼地的四川盆地，也有发展太阳能的机会。
同时，发电玻璃可吸收95%以上的阳光，所以还能有效减少光污染。
4、经济性较高
虽然碲化镉发电玻璃作为新型的光伏产品，前期投资成本较高。但由于其结构简单，大大缩短了生产时间，碲化镉吸收层厚度在几个微米左右，原材料消耗也极少，而且生命周期结束后还可回收再利用。所以相较于传统光伏产品，发电玻璃总体的制造成本明显下降，前６年就能收回成本 ，从长期成本来看其实更经济。
5、建筑一体化
碲化镉发电玻璃不仅透明，而且安装角度自由，不必局限在屋顶使用 ，可以广泛应用于墙壁、屋顶等多种建筑场景，兼具艺术性与实用性，绿色环保，相当于在建筑外墙上建设一座“发电厂”。
发电玻璃的其他运用
截至目前，邯郸中建材已生产100余万平方米碲化镉薄膜发电玻璃，投入到工程应用当中可发电1亿千瓦时，为国家节省标准燃煤2.5万吨，减排二氧化碳7万余吨。
“一块发电玻璃1.92平方米，年发电量300千瓦时左右，十块这样的玻璃一起做功，就能满足一个家庭全年用电需求。”在玄志歌眼中，发电玻璃具有非常广阔的民用前景。
但由于碲化镉发电玻璃具有独特优势，让它不仅仅停留在发电领域，在光伏产品里面就显得“不务正业”，前面提到的冰墩墩指示牌，就是将发电与场景装饰结合了起来，这能有效增加其运用领域，其中运用最广的是建筑领域。
碲化镉发电玻璃与建筑的完美结合
1、上海松江凯盛机器人大楼项目
从上海虹桥枢纽出发，朝西南方向车行15千米，坐落着由几栋厂房和办公楼组成的风格现代、功能先进的建筑集群，让所在的松江泗泾古镇平添一抹工业化的时尚色彩。这一建筑集群将为这家以研发、设计工业机器人系统集成解决方案、智能化装备为核心的高新技术企业——中建材凯盛机器人（上海）有限公司提供源源不断的绿色能源。作为全国第一个城市中心地区的碲化镉发电玻璃综合集成项目，上海凯盛机器人大楼践行建筑零能耗理念，幕墙采用绿色创能、节能、环保的碲化镉发电玻璃，实现建筑体与供电系统的统一，助力“碳达峰”“碳中和”目标的实现。
上海松江凯盛机器人大楼项目 摄影/谭智峰
作为上海首个最大碲化镉发电玻璃综合集成项目，这座建筑东、西、南三个立面安装碲化镉发电玻璃幕墙，总面积3000多平方米，装机容量约400kW（千瓦）。以25年使用寿命计算，可实现年均发电量23万度，这意味着整个园区的研发办公用电可以完全通过建筑自身产出的绿色能源得到解决。从节能减排的角度来讲，每年可以节约80吨标准煤使用，减少二氧化碳排放量约227吨。
2、“天府之国”成都双流国际机场项目
成都双流国际机场项目 摄影/傅干华
成都，自古有“天府之国”的美誉，是全国十大古都和首批国家历史文化名城，古蜀文明发祥地。而这里拥有中国第二繁忙的机场—双流国际机场，2021年旅客吞吐量超过4000万人次。这样庞大而现代化的机场采用了海洋蓝透光与黑曜石非透光，两款碲化镉发电玻璃。将绿色低碳概念引出到机场建设与运营中。
3、丽江古城西南水泥发电玻璃1MWp幕墙改造项目
你印象中的水泥厂是什么样子？高污染，高耗能？然而，丽江这家水泥厂装上光伏建筑一体化（BIPV）后，不仅用上了绿色电力，实现了节能减排，更成为古城的一道靓丽风景线！
丽江古城西南水泥发电玻璃幕墙项目 摄影/李 荔
和传统的光伏材料相比，碲化镉发电玻璃具有弱光环境下发电性能优越、高温环境发电折损小、无惧局部遮挡导致的安全隐患、长期衰减率低以及在透光率和色彩上灵活定制等一系列特点，成为光伏建筑一体化领域首选的新能源发电材料。
4、航空科技博览园发电玻璃项目
航空科技博览园位于四川省彭州市天桂路丽春镇航动社区，占地28亩，总建筑面积约15842平方米，分为航空科技馆（室内展馆）和航空主题绿化公园（外场展区）2个区域，是彭州市全面推动践行新发展理念，建设立体山水公园城市的重点项目之一。
组图：航空科技博览园发电玻璃项目 摄影/李 荔
该项目在屋顶创新采用了中空透光碲化镉发电玻璃，使整个建筑屋顶既能通过光电转化为建筑提供绿色能源，又符合建筑安全规范要求，同时，还能满足顶层采光、隔热保温的需求，集绿色创能、低碳节能、安全美观等优势于一体。项目在屋顶共安装620片发电玻璃，装机容量为50kWp，按照25年使用寿命计算，可实现年均发电量3.74万度，从节能减排的角度来讲，每年可节约12.28吨标准煤使用，减少二氧化碳排放量约37.32吨。
建筑全寿命周期的碳排放占全国碳排放的40%以上，因此，建筑减排是实现“双碳”目标的重中之重。材料创造美好世界，光伏建筑一体化是先进绿色材料的系统集合，是未来绿色建筑发展的主要方向，更是具备万亿级潜能的低碳“新赛道”。碲化镉发电玻璃正是实现建筑一体化的重要功能材料。
治理荒漠
除了发电，碲化镉发电玻璃还能治理荒漠，在张家口赤城县有我国第一个大型碲化镉发电玻璃地面电站。
原本荒山上因缺乏植被、水分流失，造成土地干裂，而在安装5.2万片碲化镉发电玻璃之后，水分凝结在了玻璃背板上，形成露珠又回到了地面滋养土地，让趋于荒漠化的土地恢复了植被，成为生态环境修复和碳减排的示范案例。
在碳达峰、碳中和的愿景下，未来这种颠覆性的玻璃会被逐渐推广，逐渐代替普通玻璃幕墙 ，让建筑物也能变成发电站，有助于实现城市用电的自给自足和节能减排。而且发电玻璃的承载能力很强 ，可以直接铺设在道路路面上，未来如果能与电动车移动充电技术衔接，马路也可能变成“移动充电宝”。
可以预见，未来碲化镉发电玻璃或将有更多机会在城市、沙漠、森林等环境中大放异彩！
来源：综合自邯郸晚报、地球杂志、羊羊的地理教室等
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