川觀新聞記者 史曉露
回國創業10余年,海歸博士、成都中建材光電材料有限公司總經理潘錦功的碲化鎘發電玻璃在相當長一段時間里都處在爭議當中。
但迎著風暴而行,他讓“有光就有電”變成現實。
就在近日,公司自主研發的發電玻璃技術斬獲中國工業大獎表彰獎。他的發電玻璃被行業譽為“掛在墻上的油田”。如今在成都,碲化鎘發電玻璃的年產能已達100兆瓦,年均發電量超過1.1億度,節約標準煤近4萬噸,減排二氧化碳近12萬噸。
國家電網超高壓廣水變流站碲化鎘發電玻璃項目。
“遲到”的掌聲終于到來。最近,來自全國各地的參觀考察團涌入成都雙流的工廠,3月23日,在先后接待了5家企業、3個政府部門后,潘錦功終于在間隙中與記者會面,暢聊他跌宕坎坷的創業路。
創業之初
在無數質疑中做到了從0到1的突破
3月23日下午4時,潘錦功倚靠在辦公室的沙發上,微微打了一個哈欠,略顯疲憊。近一周來,他跑了深圳、北京、上海、濟南的多個工地,3月23日中午剛落地成都,就趕回工廠接待了幾波來訪者。
潘錦功(左)和工作人員檢查碲化鎘晶體。
“今年開始,網上質疑我的聲音少了。”潘錦功語氣平和。
遭遇無數質疑是他創業之初始料未及的。1978年,14歲的潘錦功就考上哈爾濱工業大學計算機專業,畢業后被分配到大慶油田工作,當過測井隊長,后又在原外經貿部計算中心當工程師,直到1996年遠赴美國深造,攻讀美國新澤西理工大學電子電氣的碩士和博士。留學之初,他就在思考,要學什么樣的技術回國。
留學期間,當過油田工人的潘錦功一直在研究如何用清潔能源發電,在他看來,新能源是未來的發展方向,前瞻性的新材料技術將帶來顛覆性突破。他關注到一種新型材料——碲化鎘,它是理論上擁有最高轉換效率的材料之一,“1微米的碲化鎘可實現90%以上的可見光吸收。”潘錦功說,如果能用它制成發電玻璃,潛力巨大。
不過,當時碲化鎘太陽能電池的實驗室光電轉化效率僅為16.5%,10年間都未能突破,工業界都認為這個材料體系沒有前途。
“別人都做不到的,如果我們做成了就是0到1的突破。”潘錦功認為這項研究有很大的科學價值,他遍訪名師,尋求支持,甚至找到了諾貝爾物理學獎獲得者、美國科學院院士謝爾登·格拉肖教授,這位《生活大爆炸》中謝耳朵的原型,就是碲化鎘拓撲材料體系的早期建議者。謝爾登·格拉肖鼓勵他,“如果做成了,我就加入你們。”
2007年,他終于說服校領導,支持他在美國新澤西理工大學率先創立了美國第一個碲化鎘材料研究中心,率先在國際上開展碲化鎘材料特性研究。
不過,要將研究應用于實踐,還有一系列關鍵技術難題亟待攻克。首先是高純碲的高效提純,然后是碲化鎘半導體合金材料的制備。“含碲原料和高純碲制備去除分離雜質難度極大。碲化鎘半導體合金的制備極易爆炸。”經過夜以繼日的努力,潘錦功和團隊于2011年在國際上首次提出碲化鎘薄膜材料多能級摻雜載流子密度圖解法,并制出樣品,轉化效率在國際領先。
彼時,國外完全壟斷了碲化鎘太陽能電池技術,并對技術實施嚴密封鎖。國內的高純碲化鎘合金材料進口價格,一度高達500萬元/噸,且供應受限。
為了留住潘錦功,美國一家能源公司找到學校希望用2000萬美元買斷研究成果,但潘錦功已打定主意,要回到祖國報效國家。“我們這一代人,讀書的時候是免費的,工作的時候是包分配的,我們成長的每一步,都是國家給了我們支持。所以特別希望國家強大,希望我們的技術力量,能夠成為國家強大過程中的涓涓細流。”潘錦功說。
創業感悟
堅持最重要,歷時8年打破國外技術壟斷
2010年,潘錦功回國了。他把創業地選在了成都。四川礦產資源豐富,特別是碲金屬儲量豐富,擁有世界唯一以碲為主的碲鉍礦床。如果能有效開發利用這些資源,將帶來巨大價值。
潘錦功。
不過,帶著技術和資金回國不久,創業就遭遇了打擊。公司7000萬元資金被高管卷走,隨后又遭遇銀行抽貸等一系列困難。在最困難的2012、2013年,產品還沒有生產出來,公司300多名員工只剩下29人。
潘錦功也動搖過,2012年他準備把材料提純技術賣了。當時山西剛好有一家礦業公司愿意出500萬元購買技術,他和2名工程師去了當地,免費教了兩天后,對方又不愿意買了,“當時身上只剩下800元,我們回程的機票錢都不夠。只能繞道河南坐汽車回來。”
窮途末路時,國家和政府給了他支持。省委組織部為頂尖創新團隊提供了800萬元資金支持,2015年又獲得國家發展改革委“增強國家制造業核心競爭力重大工程”專項支持1.59億元。
不過,要生產出碲化鎘發電玻璃,還需攻克規模化制備大尺寸碲化鎘發電玻璃技術、動態鍍膜工藝、成套裝備研發等一系列問題。“碲化鎘發電玻璃就是在兩塊普通玻璃夾層中沉積一組碲化鎘薄膜材料,使玻璃從絕緣體變成導體,并且具有發電功能。”潘錦功解釋。
潘錦功和團隊整整歷時8年研發,終于打破國外壟斷,在2017年8月,成都中建材成功生產出世界第一塊大面積(1.92平方米)碲化鎘發電玻璃,在此之前世界最大的單體發電玻璃面積僅為0.72平方米,實現了碲化鎘發電玻璃的“中國智造”。
2018年4月,我國首條大面積發電玻璃生產線在成都中建材成功投產,這也是世界首條100兆瓦大面積碲化鎘發電玻璃生產線。這項技術成果共獲得34項專利,其中19項發明專利完全屬于我國自主核心技術專利。
回憶這段艱辛歷程,潘錦功說,“堅持是最重要的。”十余年來,他把全部心血投入到發電玻璃的研發和生產中。直到如今,他仍然吃住在工廠,經常穿一身藏藍色工作服,像一名普通工人出現在車間,沒有節假日,常常工作到凌晨一兩點。
“現在也經常遇到困難,心情沮喪的時候,就到車間轉一下,就看看這片曾經的荒地,如今機器在運轉、產品在下線,工人在生產,負面的東西就會少很多。”潘錦功說。
創業夢想
要讓發電玻璃走入千家萬戶
“有光就有電”。走進成都中建材光電材料有限公司,墻上的這五個大字赫然醒目。這句話不僅掛在墻上,還會“說話”。
在公司展示廳內,潘錦功拉開墻上的一塊紅色幕布,幕布下方是一塊黑色玻璃,隨著幕布揭開,與玻璃板相連的小燈泡逐漸亮起,當幕布蓋上,小燈泡又熄滅。
如今,每一位到訪公司的客人,都能見證發電玻璃的神奇。為了證明發電玻璃的性能,他還會在車間向客戶展示撞擊實驗。一根牽引繩將一個重達45公斤的“鐵球”拉到2.2米的高點,隨著一聲巨響,“鐵球”重重地砸在發電玻璃板上,但玻璃不僅沒有破損,和它相連的一盞燈泡還依然閃閃發亮。
這么多年,潘錦功一直在用科學技術打消外界的質疑,甚至每次出差時,他的背包里還會裝著幾塊尺寸略小的發電玻璃。“從1到100的東西,容易被人接受,但0到1的東西,大家以前都沒見過,一下子很難讓人接受。”潘錦功說,創新是一個不斷試錯的過程,我們的社會應該對科學家更加寬容,對創新者有更大的包容心。
從產品問世以來,潘錦功也一直在為自己的產品尋找用武之地。為了滿足客戶需求,發電玻璃也不斷升級迭代,從單一色彩、半透明,到多彩、釉彩,仿石材、仿木材、高透過率等多種質感,從最初發電玻璃光電轉化率只有8.72%,到如今實驗室轉換效率達20.46%,生產線轉化效率達16.18%。
隨著技術升級,發電玻璃逐步贏得了行業認可,先后納入國家的多個推廣應用目錄,獲得中國首批綠色建材認證等多個國內外行業大獎。2019年,謝爾登·格拉肖還專門到訪雙流的工廠,盛贊公司的產品“是對全球同類企業碾壓性的優勢。”
如今,公司產品已在成都雙流國際機場、北京冬季奧運會場館、博鰲亞洲論壇場館等多地現代化地標建筑中投入使用。
潘錦功希望,未來發電玻璃能走入千家萬戶,讓老百姓住上免費用能源的房子。一塊約2平方米的發電玻璃,在成都,年發電量可以達到270度,僅三、四塊錢就能滿足一家人全年的用電需求。
“目前發電玻璃1平方米的售價在1000元左右,未來要讓所有人都用得起,還需進一步降低成本,提升性能。”潘錦功說,如果房子都能用免費能源了,那將大大減少石油、耗材的消耗量,降低碳排放。
隨著政策推動,行業正迎來巨大利好。“我們在四川成都、河北邯鄲、江西瑞昌有三個工廠已經投產,公司產品仍然供不應求,今年全國還有4個在建工廠。”面對紛至沓來的訂單,潘錦功感嘆,“春天終于來了”。
(受訪者供圖)
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