回国创业10余年，海归博士、成都中建材光电材料有限公司总经理潘锦功一直有个“光电玻璃梦”，而他的的碲化镉发电玻璃在相当长一段时间里都处在争议当中。

迎着风暴而行，他让“有光就有电”变成现实。

潘锦功和他的光电玻璃梦

随着风能，太阳能，和核能的发展，人们发现太阳能是最稳定，利用率也最高的一种能源。只想将太阳能转化为可用能源，我们目前通过太阳能电池板完成。这种板不仅成本高，而且使用还不太方便。

潘锦功出生在杭州，祖籍四川，1978年，14岁的潘锦功就考上哈尔滨工业大学计算机专业，毕业后被分配到大庆油田工作，当过测井队长，后又在原外经贸部计算中心当工程师，直到1996年在美国新泽西理工大学读博士。攻读美国新泽西理工大学电子电气的硕士和博士。留学之初，他就在思考，要学什么样的技术回国。

作为一个工科生，1996年远赴美国深造，潘锦功一直致力于清洁能源发电的研究，当时的院校对碲化镉薄膜太阳能电池的研究还停留在比较难以突破的瓶颈阶段，由于研究成本高昂，这一块的论文及实验一直处在比较空白的阶段。

在他看来，新能源是未来的发展方向，前瞻性的新材料技术将带来颠覆性突破。他关注到一种新型材料——碲化镉，它是理论上拥有最高转换效率的材料之一，“1微米的碲化镉可实现90%以上的可见光吸收。”潘锦功说，如果能用它制成发电玻璃，潜力巨大。

不过，当时碲化镉太阳能电池的实验室光电转化效率仅为16.5%，10年间都未能突破，工业界都认为这个材料体系没有前途。

“别人都做不到的，如果我们做成了就是0到1的突破。”潘锦功认为这项研究有很大的科学价值，他遍访名师，寻求支持，甚至找到了诺贝尔物理学奖获得者、美国科学院院士谢尔登·格拉肖教授，这位《生活大爆炸》中谢耳朵的原型，就是碲化镉拓扑材料体系的早期建议者。谢尔登·格拉肖鼓励他，“如果做成了，我就加入你们。”

2007年，他终于说服校领导，支持他在美国新泽西理工大学率先创立了美国第一个碲化镉材料研究中心，率先在国际上开展碲化镉材料特性研究。

不过，要将研究应用于实践，还有一系列关键技术难题亟待攻克。首先是高纯碲的高效提纯，然后是碲化镉半导体合金材料的制备。“含碲原料和高纯碲制备去除分离杂质难度极大。碲化镉半导体合金的制备极易爆炸。”经过夜以继日的努力，潘锦功和团队于2011年在国际上首次提出碲化镉薄膜材料多能级掺杂载流子密度图解法，并制出样品，转化效率在国际领先。

彼时，国外完全垄断了碲化镉太阳能电池技术，并对技术实施严密封锁。国内的高纯碲化镉合金材料进口价格，一度高达500万元/吨，且供应受限。

为了留住潘锦功，美国一家能源公司找到学校希望用2000万美元买断研究成果，但潘锦功已打定主意，要回到祖国报效国家。

碲化镉薄膜技术的现状

碲化铬薄膜技术是一种新型的清洁能源技术。这种太阳能电池生产工艺要比其他硅晶电池简单很多，它不污染环境，可回收，并且随着温度升高，发光的功率损失是较小且稳定的，这解决了晶硅电池在高温条件下发光性能下降的劣势。

早在上世纪80年代，美国就已经开始研究并规模化生产这种太阳能电池。但是碲化镉薄膜电池的市场前景却并不乐观，主要是生产这种薄膜太阳能电池的设备复杂昂贵，光是生产设备制造成本就占电池发电成本的7成左右。

这就出现一个难以解决的问题：即使碲化镉薄膜电池简单好用易推广，然而生产电池的设备价格却一直居高不下，最终导致碲化铬薄膜的生产总成本难以降下来，且晶硅电池一直在市场上占主导地位。

碲化镉薄膜的发电效率虽然在随着研究时长的增加而逐年增长，但是其发电总效率一直未形成实质性的突破，总体来说还是晶硅电池的使用寿命长，再加上人们对新型产品的抗拒性，碲化镉薄膜电池很难在清洁能源市场中占有比较重要的地位。

虽然美国一直在重视碲化镉薄膜的技术发展，但是由于他们对生产这种薄膜电池设备的垄断自信，导致他们在薄膜电池的效率突破上并没有长足的发展，其组件发电效率只有19%左右。

我国在上世纪80年代也开始着手对薄膜电池进行研究。但是当时的电池转换率只达到了5.8%，到90年代电池转换效率已经突破13.38%，但是依然难以赶超美国的水平。

潘锦功带回来的“发光玻璃”技术突破

2011年潘锦功带着“发电玻璃”的技术回国，开始为“发电玻璃”产业化应用做推广准备。为了把平板玻璃从建筑材料变成可发电可滤光的功能材料，潘锦功成立了成都中建材光电材料有限公司，既四川阿波罗太阳能科技开发股份有限公司。开始他在玻璃幕墙上造大庆油田“三峡电站”的梦想。不同于当时业界主流的晶硅太阳能电池技术，潘锦功的碲化镉薄膜只要刷在玻璃上就能发电，且光电转化率达到17.8%。

潘锦功和团队整整历时8年研发，终于打破国外垄断，在2017年8月，成都中建材成功生产出世界第一块大面积（1.92平方米）碲化镉发电玻璃，在此之前世界最大的单体发电玻璃面积仅为0.72平方米，实现了碲化镉发电玻璃的“中国智造”。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碲化镉太阳能电池。

2018年4月，我国首条大面积发电玻璃生产线在成都中建材成功投产，这也是世界首条100兆瓦大面积碲化镉发电玻璃生产线。这项技术成果共获得34项专利，其中19项发明专利完全属于我国自主核心技术专利。

这项技术一经问世后，印度企业家似乎看到了希望之光，在这个贫穷的国家里，这样成本低廉的发电玻璃简直是印度人民的福音！于是他们立刻出一亿想要买断这项核心技术！但是潘锦功说，这项技术专利是属于中国的，它可以为全世界带来福利，但它必须是从中国走出去的。

潘锦功实现了他的诺言，他的建材科技公司已经可以批量制作这种材料并用于许多房产建筑，他的公司拿下福特汽车公司全球159个汽车工厂的改造项目，英国的建筑工程项目和我国一些重点工程项目等等。发光玻璃已经逐渐应用在许多工厂和普通的建筑上，为企业降低生产成本，走向先进的现代化。

为了使碲化镉电池材料产业化，阿波罗太阳能科技开发股份有限公司将这种新型薄膜的电池材料商用模块的转化效率提升到了10%左右。并着手建设碲化镉生产线和硫化镉生产线，生产线建成后，预计碲化镉的年产量为50吨，硫化镉的年产量为10吨。

这种量产技术确保了国内光伏企业地位。而潘锦功研发的薄膜电池发电效率，也对国内的能源电池水平产生了一个跨越层次的提高，这意味着终于可以和 First solar公司抢占国际市场份额了。

该技术对中国意义有多大？

为什么这些企业都会对发电玻璃趋之若鹜呢？难道它真的比其他发电装置还要强？

举个简单的例子吧：目前上海最高的楼是上海中心大厦，高达632米，整个玻璃幕墙面积超过14万平方米。如果全部用发电玻璃来替代的话，不仅可以让整栋大厦的电能自给自足，还能供应旁边的金茂大厦和环球金融中心。

也就是说，一旦采用发电玻璃以后，接下来的摩天大楼和高层建筑物再也不用担心能源问题了。不仅如此，还能把多余的电能供应给其他电力设施，实现资源利用最大化。正因如此，国家才会大力投资这个项目，争取在光电领域引领世界潮流。

其实就目前的情况来看，我们国家已经在光电领域独占鳌头了。像光伏产业，早就已经做到了世界第一。如果再加上薄膜电池系列，届时我国将会成为世界光电材料出口大国。

文章来源： 梦星剧透社，科普启示录，局小乖简史，四川在线