世界第一条大面积碲化镉“发电玻璃”生产线在川建成
仅用55秒,生产线终端即送出一块世界最大单体面积的碲化镉“发电玻璃”。11月初,潘锦功掌舵的成都中建材光电材料有限公司生产线投入试生产。
单片玻璃面积1.92平方米,年可发电260—270度；生产线完全具有自主知识产权；现已斩获的订单,足够年产100兆瓦的生产线忙一年……
这让他感慨,“腾飞路终于名副其实了。”原来公司位于双流西航港经济开发区腾飞三路。
但腾飞从未这么容易。作为四川“千人计划”专家、公司总经理,潘锦功从2011年回国创业6年多来,经历了光伏产业“大浪淘沙”,走过了从实验室产品到生产线产品的“死亡谷”,也曾被金融机构如洪水猛兽般避之不及。
党的十九大报告指出,建设现代化经济体系,必须把发展经济的着力点放在实体经济上,把提高供给体系质量作为主攻方向,显著增强我国经济质量优势。
潘锦功正是用6年多时间推动了一次传统玻璃工业的供给变革:打破国外巨头垄断,把平板玻璃从建筑材料变成可发电可滤光的功能材料,把建筑外墙变成了“发电站”。
中国工程院院士顾真安评价,这为中国从建材玻璃大国提升为电子玻璃强国、半导体材料强国打下了技术和材料基础。
追梦的人总是在路上,52岁的潘锦功逐梦不停。□梁曲引本报记者张守帅文/图
独辟蹊径的另类赶超
公司展厅的两份报纸,揭秘了潘锦功为什么扎根四川创业。
一份是1993年3月的《人民日报》,报道我国发现世界罕见的碲原生矿；一份是2013年3月的《四川日报》,报道国务院批复在川设立攀西国家级战略资源创新开发试验区。
两个事件的交汇点,是四川拥有世界唯一以碲为主的碲铋矿床。2011年,潘锦功来到成都,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%,在弱光环境下表现也不逊色。
这是在美国新泽西理工大学博士留学期间,他和团队掌握的“点石成金”技术——在国际上率先开展碲化镉材料特性研究,用多能级多掺杂载流子密度图解法研究掌握了其发电奥秘,相关理论成果还在2013年被收录进入美国大学教材。曾有美国能源公司出2000万美元,向他领衔的研究中心购买专利,他们没有同意。
“氯气有毒,氯化钠却成了食盐；镉元素也有毒性,碲化镉却让它变成了宝贝。”潘锦功说,他的创业就是在变废为宝中开始的。为节省成本,公司以每吨不到20万元的价格购买废弃的阳极泥,从中提取出纯度99.99%的碲。
从实验室阶段,潘锦功就一直紧盯行业龙头美国第一太阳能公司。攻关光电转换效率,美国第一太阳能公司动用了2000多人的团队,潘锦功团队人数连其十分之一都不到。
为了超越对手,他和团队另辟蹊径,一方面继续攻克转换率难题,另一方面从“发电玻璃”面积上寻求赶超之道。
美国制造的是小尺寸“发电玻璃”,规格为1.2米×0.6米。相比3块拼接的小面玻璃,大玻璃的生产效率可提高50%,但“玻璃越大,镀膜难度越大。”潘锦功说,要把4微米厚的碲化镉材料均匀地、不间断地涂在玻璃表面,难度可想而知。
难也要去做,制造出单体大面积的发电玻璃,才能减少接线盒、“死区”面积和安装成本。他算过一笔账,单个大面积玻璃一年可发电260—270度,三四千块玻璃产生的电量,就相当于普通油田一口井一年产油可转化成的发电量。
最给力的混合制“盟友”
今年9月第三届全国双创周期间,潘锦功携世界第一块大单体面积碲化镉“发电玻璃”赴京,“向国家递交答卷”。他的项目获得国家发展改革委“增强制造业核心竞争力重大工程包”专项支持1.59亿元。
出发前,他在双流国际机场喜极而泣,不停拨打电话,向那些曾在逆境中帮助过他的朋友一一致谢。
与刚回国创业时相比,他的身份也发生了变化。他担任总经理的成都中建材光电材料有限公司已是一家混合所有制企业:央企中建材控股55%,潘锦功和他的阿波罗团队占股35%,双流地方国企占股10%。
这为他带来抵御光伏产业严冬的“最强盟友”。这几年,中建材没有给他下达经营任务,相反,每年拿出100万美元资助公司在美国的研究中心。更让他暖心的是,在很多人不看好产业时,中建材下属蚌埠玻璃工业设计研究院院长彭寿从头至尾地支持他的项目研究,需要玻璃人才调玻璃人才,需要电气工程师给电气工程师,需要什么资源配什么资源。
“一群最懂玻璃、最懂材料的人和一群最懂碲化镉的人,一定能擦出创新的火花。”这个火花照亮了从实验室产品到生产线产品的“死亡谷”。
经过两年联合攻关,今年8月24日7点53分,生产线上送出第一块具有完全自主知识产权的碲化镉“发电玻璃”:1.2米×1.6米,面积1.92平方米,重30公斤。
这片“发电玻璃”面积是美国第一太阳能产品的2.67倍,发电效果稳定,填补国内空白,尺寸引领世界。跟随潘锦功多年的川大材料学院博士蒋猛不禁呐喊:“再不用跟着别人跑了,咱们冲上了世界第一!”
整个生产线长550米,其中的核心工艺是气化镀膜:玻璃进入真空腔体后,处于高温环境的高速运动状态,让4微米厚的碲化镉晶体连续在玻璃上“生长”。
申请国内专利、国际专利,配备中英文操作系统——潘锦功不满足这套设备仅仅成为中国制造2025的标杆,还要输出到国外去。
“苛刻”以求的产业空间
进入设备调试阶段后,下线的“发电玻璃”越来越多,潘锦功又将这种玻璃铺装到工厂的三个立面,示范光伏建筑一体化。
潘锦功算过,如果能把车间屋顶和墙体铺满“发电玻璃”,一年可发电200多万度,这意味着车间白天一半的用电量可自给自足,就连电瓶车、电动汽车充电桩电源都可以来自“发电玻璃”。
据测算,“发电玻璃”的设计寿命30年,通过发电,前6年可收回成本,这为光伏发电并网的推进甚至为精准扶贫打开了想象空间。
生产线进入试生产阶段后,投产日期却一推再推。潘锦功苦熬了6年多,比谁都想早点见到成效,但他又是一个对技术极度苛刻的人。
工厂按“零排放”标准设计。但后来发现,一年还是可能会有100克的镉气体跑漏出来。他不满意,追加投资300多万元,优化废气回收系统,如果算上过滤、固化系统,整个投资超过了700万元。他对此解释,我们要做绿色工厂,就要对得起“货真价实”。
这个国庆节,潘锦功也没闲着。4日以前,他在国内接连拜访材料领域的院士、专家,5日赴美国哥伦比亚大学主持新能源新材料论坛。
在潘锦功看来,“梦想真的很重要。”这梦中他还有“参军梦”。“碲化镉‘发电玻璃’携带方便,非常适合野外使用,保障通讯基站等的用电需求。”他说。
他还有些梦,看起来“天马行空”。“发电玻璃”的承载能力强,可以直接铺设在道路路面上,一旦与电动汽车的移动充电技术衔接,马路就变成了“充电宝”。中部一个省份已向潘锦功抛出橄榄枝,邀请他前去改造一个试验段。
回望来时路,潘锦功感慨:“感谢国家,给了我们报国的机会；感谢时代,把机会给了愿意坚持的我们。”
他的紧迫感却无法消除。“我们也就领先世界水平2-3年,只是暂时的领先,不能止步不前。”
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