中國儲能網(wǎng)訊：一條條生產(chǎn)線的建立，填補了我國薄膜太陽能領域的空白，刷新了世界紀錄。我國太陽能產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā)，在新能源領域奏響華美篇章。未來，中國建材集團將在全球布局20GW薄膜太陽能裝機容量，成為中國乃至世界最大的薄膜太陽能電池供應商。
圖為安裝了銅銦鎵硒薄膜太陽能電池蚌埠市體育中心 圖片來源：受訪企業(yè)供圖
講述中國建材集團的新材料故事④
在世界之巔舞蹈
——中國建材集團的“光伏”之路
本報特別報道組
多年以后，中國建材集團董事長宋志平驀然回首，發(fā)現(xiàn)全球最大建材企業(yè)圣戈班的董事長貝法先生，居然是最先提出中國建材集團是黑馬的伯樂之一。
十三年前的2005年，法國圣戈班公司收購了一家德國開發(fā)銅銦鎵硒太陽能電池的公司。宋志平幾次向時任圣戈班董事長的老朋友貝法先生發(fā)出申請，希望前往德國參觀這個工廠，但都被他婉言謝絕。不過，貝法十分看好中國建材集團，斷言中國建材集團是“全球建材行業(yè)最具成長潛力的公司”。
“那時我們還很弱小，聽到這個評價，我還和同事開玩笑說外國人也學會‘奉承’了。”宋志平說。
事實證明，貝法先生眼中的中國建材集團這匹黑馬，的確超速成長、縱橫天下，足跡所到無不引發(fā)全球行業(yè)結(jié)構(gòu)的大變局。中國建材集團邁過不平凡的“光伏”之路，實現(xiàn)薄膜太陽能電池技術躍上世界之巔的故事，成為貝法論斷的最佳注腳。
四年前的2014年，圣戈班所屬的德國銅銦鎵硒太陽能電池公司Avancis，收歸中國建材集團麾下。銅銦鎵硒太陽能電池產(chǎn)業(yè)，由此在中國大地上落地生根、迅速成長為參天大樹。
“中國建材集團要引領全球太陽能光伏行業(yè)發(fā)展?！边@是宋志平制定的戰(zhàn)略目標，成為了中國建材集團旗下凱盛科技集團有限公司（以下簡稱凱盛科技）的努力方向。中國建材股份有限公司總裁、凱盛科技總經(jīng)理彭壽告訴《中國建材報》記者，未來三至五年內(nèi)，凱盛科技將在全球布局20GW薄膜太陽能裝機容量。其中，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池為15GW，碲化鎘為5GW，目標是成為中國乃至世界最大的薄膜太陽能電池供應商。
一舉拿下世界領先光伏技術
為了收購Avancis，宋志平和彭壽等人已經(jīng)幾次奔赴法國和德國進行項目考察和談判。
中國建材集團決定由中建材蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院（以下簡稱蚌埠院）收購Avancis，一是因為蚌埠院已經(jīng)進入薄膜太陽能電池領域。而Avancis一直致力于銅銦鎵硒（CIGS）薄膜電池技術。更重要的是，Avancis有一條“武裝到牙齒”的德國工業(yè)4.0銅銦鎵硒薄膜電池智能化生產(chǎn)線，具備年產(chǎn)100兆瓦的生產(chǎn)能力，是一條有商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)線。二是因為蚌埠院有生產(chǎn)耐高溫玻璃的條件。二者的結(jié)合將激發(fā)出銅銦鎵硒薄膜太陽能電池巨大的產(chǎn)能優(yōu)勢。
宋志平的想法是：把德國Avancis公司作為研發(fā)和中試基地，為今后在中國建設大規(guī)模生產(chǎn)線做準備。如果可以成功收購Avancis，無疑是站在巨人的肩膀上前行。
時間定格在2014年8月23日。這天，是蚌埠院與Avancis就收購事宜確定的最終簽約日。
早上6時，凱盛光伏材料有限公司總經(jīng)理徐根保和他的團隊乘機抵達德國亞琛，在晨曦薄霧中驅(qū)車200公里趕赴簽約現(xiàn)場。
進入實質(zhì)性談判階段以來，中國建材集團就已下定決心，不僅是核心生產(chǎn)技術，外方的技術團隊也要一并拿下。
在與德方人員的幾番“過招”中，徐根保也抓住了Avancis的軟肋。由于在研發(fā)中投入過大，產(chǎn)能擴張步伐緩慢，市場化能力弱，因此對方急需在國際上尋求合作伙伴。德方人員非常清楚中國建材集團在世界范圍內(nèi)的價值和體量，失去這個重要的合作伙伴，將是重大的損失。
在簽約現(xiàn)場，雙方盡管有分歧，但談判始終沒有偏離合作的主線。最終，雙方代表的簽字，引發(fā)了全場雷鳴般的掌聲。長達一年之久的收購談判圓滿成功，中建材蚌埠院全資收購Avancis公司在德國和韓國的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池工廠及相關技術。
有專家認為，這場收購會讓中國企業(yè)在相關領域超前20年。
收購之后，銅銦鎵硒薄膜太陽能的發(fā)展一路快馬加鞭。2015年10月，凱盛光伏材料有限公司成立，計劃總投資100億元，將全球領先的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)技術在中國落地。目前凱盛光伏蚌埠項目一期300兆瓦的生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)，預計可實現(xiàn)銷售收入超12億元。今年7月，中國建材GW級銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)與設備制造項目又在江蘇徐州開工。
為了保障項目的穩(wěn)定，5年多來，凱盛集團每年投入兩千萬歐元，40多位德國科學家和國內(nèi)的專業(yè)人員共同進行研發(fā)。引進、消化、吸收再創(chuàng)新、擴大復制，是中國建材集團的目標。
其實，在引進Avancis新生產(chǎn)線的過程中，凱盛光伏已經(jīng)提前設計了優(yōu)化方案，逐一攻克國外公司在生產(chǎn)方面一直沒有解決的難題。凱盛光伏以國內(nèi)外協(xié)同創(chuàng)新形成的核心技術優(yōu)勢，全線打通中國薄膜太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈，以“中國創(chuàng)造”的技術和品牌優(yōu)勢參與全球新能源市場的競爭。
凱盛光伏材料有限公司副總經(jīng)理王昌華告訴《中國建材報》記者，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池需要上下兩層玻璃，都由凱盛自主研發(fā)生產(chǎn)，這兩塊玻璃的生產(chǎn)成本占整個生產(chǎn)成本的30%，而基板玻璃受鍍鉬的嚴苛生產(chǎn)工藝限制，要求較高的應變點溫度特性，目前全世界只有包括凱盛科技在內(nèi)的幾家頂級企業(yè)能夠生產(chǎn)。
圖為顏色各異的銅銦鎵硒太陽能組件 本報記者 劉秀枝 攝
凱盛光伏材料有限公司副總經(jīng)理劉翼告訴《中國建材報》記者，制約薄膜太陽能電池最大的技術壁壘就是光電轉(zhuǎn)化率。目前晶體硅太陽能的理論轉(zhuǎn)化率是23%，實際成品轉(zhuǎn)化率一般可以達到18%。而銅銦鎵硒薄膜太陽能的理論轉(zhuǎn)化率可以達到33%，凱盛光伏生產(chǎn)的銅銦鎵硒薄膜太陽能冠軍組建可以實現(xiàn)18.2%，批量成品轉(zhuǎn)化率在15%左右，未來有待提升的空間非常大。
把海外技術帶回家
其實，在引進銅銦鎵硒薄膜太陽能電池技術之前，2009年，中國建材集團就開始接觸另外一種薄膜太陽能電池技術——碲化鎘薄膜太陽能電池技術。
彭壽告訴《中國建材報》記者，當初中國建材集團進入薄膜太陽能領域，是因為聽說成都有一家企業(yè)在做碲化鎘。于是宋志平和彭壽就一同前去考察了這條試驗線。
“我們認為薄膜太陽能電池是未來的一個發(fā)展方向，為了迅速推出產(chǎn)品，共同進軍中國新能源材料領域，填補中國在薄膜太陽能電池這一領域的空白，所以決定重組這一企業(yè)?！迸韷壅f的這家企業(yè)就是四川阿波羅太陽能科技有限公司（以下簡稱四川阿波羅）。
2009年，蚌埠院與四川阿波羅在上海簽署合作框架協(xié)議。同年12月，國內(nèi)唯一一條碲化鎘薄膜太陽能電池生產(chǎn)線——四川阿波羅5MW碲化鎘薄膜太陽能電池生產(chǎn)線在成都雙流試產(chǎn)。
然而，生產(chǎn)線的運行狀況并不如人意?！斑@條線只是把我們引入到能做碲化鎘的這扇大門來?！迸韷廴绱嗽u價這條試驗線。
接下來該何去何從，如何讓碲化鎘項目持續(xù)下去？
海外并購是中國建材集團采取的一大策略。2011年10月，中國建材國際工程集團有限公司以“1歐元”收購德國CTF Solar公司。這是一家專門從事碲化鎘生產(chǎn)線研發(fā)的公司，擁有碲化鎘薄膜太陽能電池板生產(chǎn)線核心技術和相關專利技術，主要技術團隊來自擁有碲化鎘工藝原創(chuàng)技術的德國ANTEC公司。
收購CTFSolar公司后，蚌埠院又與美國阿波羅簽訂和合作協(xié)議，把碲化鎘項目從材料研究、工藝研究和玻璃研究串聯(lián)起來，形成了強大的研究體系。
2014年5月，位于美國新澤西理工大學的中國建材新能源材料研究中心揭牌。彭壽對外宣布，中心將進行碲化鎘材料及新材料替代的基礎性研究和開發(fā)。
至此，中國建材集團在碲化鎘薄膜太陽能電池研發(fā)體系內(nèi)，形成了以中、德、美三國頂尖科研人員構(gòu)成的研發(fā)團隊。
2015年，碲化鎘項目正式發(fā)力。成都中光電阿波羅太陽能有限公司正式更名為成都中建材光電材料有限公司。中建材蚌埠院控股55%，阿波羅團隊占股35%，成都雙流地方國企占股10%。這樣的組合形成了“最強盟友”。
8年持續(xù)投入終成第一
2017年8月16日，我國自主研發(fā)的第一塊“發(fā)電玻璃”在成都下線。這塊1.2米×1.6米，總面積1.92平方米，重30公斤的碲化鎘薄膜太陽能發(fā)電玻璃效果穩(wěn)定，填補國內(nèi)空白。更值得一提的是，它的面積是美國FirstSolar公司產(chǎn)品的2.67倍，在規(guī)格上是世界第一。
1.2米×1.6米，總面積1.92平方米，重30公斤的碲化鎘薄膜太陽能在業(yè)界曾被認為是天方夜譚，是不可能完成的項目。但是成都中建材公司做到了。
從2009年，蚌埠院與四川阿波羅在上海簽署合作框架協(xié)議到第2017年第一塊“發(fā)電玻璃”在成都下線，8年奮進，終成第一。
圖為碲化鎘發(fā)電玻璃生產(chǎn)線 本報記者 劉秀枝 攝
誰也不會忘記第一塊“發(fā)電玻璃”下線時激動人心的一幕。很多人抱頭痛哭。成都中建材光電材料有限公司碲化鎘生產(chǎn)部部長蔣猛，是技術團隊中的一員，他告訴記者，中國建材集團從上至下，不管是集團領導，還是一線人員，都拿出了前所未有的“狠”勁。
“7×24小時，人歇機不歇！”成都中建材光電材料有限公司總經(jīng)理潘錦功把動員大會變成了誓師大會。這個開場白，讓略顯嘈雜的場內(nèi)瞬間變得鴉雀無聲。
他用堅毅的目光環(huán)視著場內(nèi)的員工，鼓勵大家，中國建材集團為我們創(chuàng)造了天時地利，資金充足了，技術也成熟了，現(xiàn)在就看我們的了。我們要以最快的速度，最高的質(zhì)量，交出一份最滿意的答卷。同志們，有沒有信心！有沒有膽量！
瞬間，“有”“我有”“我們有”，此起彼伏的應答聲融匯成全場雷鳴般的怒吼。的確，8年時間，從管理團隊、技術人員到一線員工，都在等待這一時刻，都在期盼這一時刻，激情在這一刻燃燒起來。
7×24小時，意味著沒有節(jié)假日，沒有公休日，滿負荷的工作量。人歇機不歇，意味著人可以休息，制造不能停。
但實際上，在開工命令下達后，沒有一個人主動提出“休息”，反而讓“休息”變成了“命令”?！澳阋呀?jīng)堅持18個小時連續(xù)工作，現(xiàn)在必須去休息。”
開弓沒有回頭箭?！绊椖恳坏﹩?，只有成功沒有失敗?！背啥贾薪ú牧⑾铝塑娏顮睢５谠O備安裝完畢后的18個小時里，碲化鎘生產(chǎn)部的全體員工卻陷入了一次次的煎熬。
“砸了!再來?！庇捎阱兡o法滿足要求，現(xiàn)場人員一次又一次揮舞錘頭砸向不合格的產(chǎn)品。
“已經(jīng)砸到第3000塊了！”在場的員工緊張地盯著錘頭，氣息也略有不穩(wěn)。每一次被砸的不單是一塊樣品，更是大家的希望。
只有成功，沒有失敗，也不能失敗。執(zhí)著，對得起這份成功。第一塊碲化鎘發(fā)電玻璃終于走下了生產(chǎn)線，標志著我國碲化鎘薄膜太陽能站上了世界之巔。2018年4月，成都中建材的世界第一條大面積碲化鎘“發(fā)電玻璃”生產(chǎn)線宣布正式投產(chǎn)。
圖為成都中建材的發(fā)電圍墻 本報記者 劉秀枝 攝
中外科學家的共同平臺
無論是在蚌埠的凱盛光伏公司，還是在成都中建材，英語都是很常用的工作交流語言。
劉翼告訴《中國建材報》記者，凱盛光伏一期項目的所有設備到場后，Avancis成立了20人的工作小組，凱盛光伏也成立了30人的團隊赴德國學習交流。目的是要把兩個團隊打磨成一個團隊。
2018年，諾貝爾物理學獎獲得者謝爾登·格拉肖、諾貝爾化學獎獲得者馬里奧·莫利納先后在成都中建材、中建材蚌埠院設立工作站。
兩位諾貝爾獲獎者的加盟，令很多人好奇，中國建材集團究竟有什么魅力，能引進這么多國際高端智力資源？
“是你的研究成果讓外國人認可，你的研究方向讓外國人認可，你的平臺讓外國人認可，人家才會愿意在一個平臺上跟你對話?！迸韷巯颉吨袊ú膱蟆酚浾弑硎?。
馬里奧·莫利納曾對彭壽說，我對你們?nèi)〉眠@樣的成績感到驚訝，因為你們巧妙地利用了自身在玻璃行業(yè)的優(yōu)勢，發(fā)展薄膜太陽能電池綠色能源項目。
除了相互的認可，信任更是激發(fā)雙方共同前進的催化劑。無論是收購德國CTF Solar還是Avancis，中國建材集團都沒有派一個人過去常駐公司?！拔覀兺耆浞中湃蔚聡目茖W家，因為德國人的工匠精神、契約精神是值得我們學習的，只要答應留在這個發(fā)展平臺，不可能明天就跳槽走了?！迸韷坌χ鴮Α吨袊ú膱蟆酚浾哒f，這種和諧的工作氛圍，使他們工作非常開心。
激勵措施同樣重要。成都碲化鎘產(chǎn)品成功下線后，宋志平當即要求給德國實驗室工作人員加薪20％，同時承諾如果研究成果超過其他國家的先進水平，他們的薪水會再提升50%。這極大調(diào)動了德國專家的工作積極性。
在彭壽看來，現(xiàn)在的科技創(chuàng)新必須采取國際化合作模式。“我們非常成功地使其他國家和地區(qū)的科學家成為我們的科學家，使我們的科學家成為世界的科學家，這就需要用平臺、用發(fā)展，同時用合理的待遇來留住人才，這樣才能把事做好，為人類發(fā)展做出產(chǎn)業(yè)貢獻。”
德國CTF Solar有限公司首席執(zhí)行官Michael Harr博士如今也是成都中建材光電材料有限公司技術專家。70多歲高齡的他會經(jīng)常飛來成都，與中方團隊一起攻克碲化鎘技術難題。
蔣猛經(jīng)常與德方專家進行溝通。在常人看來，德國人的工作作風嚴謹異常。實際上，中國建材員工追求完美的工匠精神，時常引來德方專家的驚嘆。
“激光刻度線要再精準一倍。”在之前訂購生產(chǎn)設備時，蔣猛反復與德方人員強調(diào)。
德方堅持說：“既然技術標準中沒有對精度提出更高的要求，那這個精度就足以保障生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量?！?
“不成，必須要精益求精，要比德方的要求還要嚴格。”
實踐證明，增加激光刻度線的精準度，可以讓每片碲化鎘薄膜太陽能電池增加1~2W的發(fā)電量。
這一結(jié)果，也讓德國技術人員豎起了大拇指?！拔覀冊谥袊髽I(yè)的身上，看到了這種精益求精的創(chuàng)新精神，中國建材集團是世界一流的企業(yè)?！?
雞蛋不要放在一個籃子里
宋志平曾作出這樣的論斷：太陽能市場是無限大的，未來太陽能在許多領域一定會取代傳統(tǒng)能源。而在具體的工藝路線上，他認為一定是薄膜太陽能取代多晶硅。
但同樣是薄膜太陽能電池，為什么中國建材集團要在碲化鎘和銅銦鎵硒兩條路上齊頭并進呢？
道理很簡單：雞蛋永遠不要放在一個籃子里。
這是中國建材集團的智慧。首先，碲化鎘和銅銦鎵硒都是世界前沿的薄膜太陽能電池技術，從技術方向上兵分兩路有利于規(guī)避風險；其次，兩項技術、兩個企業(yè)，在集團內(nèi)部可以形成你追我趕的競爭關系，技術上誰都不認輸，發(fā)展上誰也不敢懈怠。
“這兩種都是薄膜太陽能電池，都具有弱光性，都是在玻璃上運用半導體技術來達到發(fā)電（效果），都具有建筑一體化功能，都是未來的發(fā)展方向?！痹谂韷劭磥?，銅銦鎵硒的技術含量更高，設備的價格也更高。相比而言，碲化鎘的操作更簡單一些，成本更低一點，在一定范圍或許能更快速地推進市場。“它們是不同的技術路線，但達到的效果是一樣的?！?
未來，如何將薄膜太陽能電池技術應用到新型建筑領域，共同服務于綠色建筑和建筑節(jié)能事業(yè)，是下一步需要思考的問題。
王昌華指著放在辦公室的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池樣片告訴記者，大家都把它“勤勞的一天”形象地稱為：“早起，貪黑，中午不打瞌睡”。
“銅銦鎵硒薄膜太陽能對太陽光利用率高，早上可以吸收紅外線，傍晚可以吸收紫外線，可覆蓋400mm~1200mm波段的太陽光。在漫射光及日出日落時同樣具有卓越的發(fā)電性能，且性能穩(wěn)定，不會像晶硅太陽能電池一樣出現(xiàn)隨著溫度升高、轉(zhuǎn)化率下降的問題?！蓖醪A解釋說。
銦鎵硒薄膜太陽能電池不受鋪設角度的限制，不論垂直還是水平懸掛都不會影響其電池的光電轉(zhuǎn)化率，解決了晶硅太陽能發(fā)電必須傾斜30度角的問題。這是王昌華最引以為豪的地方。此外，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池還可以設計成不同顏色的組件，大大提高了外墻裝飾的美觀度。在使用壽命和安裝成本方面，單片銅銦鎵硒的太陽能組件可以承受550帕荷載，使用壽命長達25年。在使用過程中可隨時更換，并且安裝成本和普通的玻璃幕墻相當。更換下來的組件還可以回收再利用，此外電池生產(chǎn)的全過程無廢水、廢物、廢氣排放，是全生命周期的綠色產(chǎn)品。
在廠區(qū)走過一圈，《中國建材報》記者發(fā)現(xiàn)，目前凱盛光伏4萬平方米的廠房鋪設了銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，并實現(xiàn)平價并網(wǎng)發(fā)電。
蚌埠市體育中心內(nèi)，凱盛光伏鋪設了銅銦鎵硒薄膜太陽能電池4854塊,這些電池的裝機容量達654千瓦,年發(fā)電量可達60萬度左右。
成都中建材光電材料有限公司副總經(jīng)理李永強算過一筆賬，如果一個家庭安裝了12~20片碲化鎘發(fā)電玻璃，所需費用2.4萬元~5萬元，成本7~8年就能夠完全收回，剩下的十幾年都是免費用電。
走在成都中建材的廠區(qū)里，到處都可以看到碲化鎘發(fā)電玻璃的身影：碲化鎘發(fā)電玻璃鋪設的屋頂、外墻、停車棚等。廠區(qū)內(nèi)安裝的碲化鎘發(fā)電玻璃142天以來，累計發(fā)電量38174kwh。
在廠區(qū)，最吸睛的是一條用碲化鎘薄膜太陽能電池鋪設的路面，大家把它定義為光伏路。
圖為安裝了碲化鎘發(fā)電玻璃的地面 本報記者 劉秀枝 攝
這條路的名字也正如中國建材集團本著國企責任擔當、國家脊梁的使命，攜著光伏造福國家、不斷滿足人民美好生活向往的崇高理想，策馬揚鞭、一路疾馳。
新材料小貼士
當前，晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最主要的光伏材料?？茖W家為了尋找晶硅材料的替代品，研究其他光伏材料成為一種趨勢。其中，碲化鎘(CdTe)和銅銦硒(CuInSe2)被認為是兩種非常有前途的光伏材料。中國建材集團目前在銅銦鎵硒、碲化鎘兩種薄膜太陽能電池上均實現(xiàn)了量產(chǎn)。
2017年8月，世界單體面積最大的碲化鎘“發(fā)電玻璃”在成都下線，實現(xiàn)了全球最大單體面積碲化鎘發(fā)電玻璃國產(chǎn)化；2017年10月，中國第一片銅銦鎵硒薄膜太陽能高效模組在安徽蚌埠下線。
無論是碲化鎘“發(fā)電玻璃”，還是銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，均有著晶硅電池所不具備的弱光性，不受光照角度限制，使普通玻璃從絕緣體變成可導電的導體，進而變成可發(fā)電的建筑材料，實現(xiàn)了玻璃與材料的有機結(jié)合。
報道統(tǒng)籌編輯：本報記者鐘云華、劉彥廣
報道組成員：本報記者劉秀枝、張亞楠、王婉伊、楊洸、涂繼華
本文執(zhí)筆：張亞楠
