綠色低（dī）碳是我國“十四五”期間重要（yào）發（fā）展目標，而光伏發電則是實現這一目標的主力軍。在光伏行業快速發展的過（guò）程中，除了晶體矽電池備受關注之外，以碲化鎘為吸收層的薄膜電池同樣受到業界聚焦。

碲化鎘（CdTe）是（shì）一種重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體材料，形（xíng）狀呈黑色晶體顆粒或粉末，熔點達1092℃，相對分子量240，晶體結構為閃鋅礦型，具有直接躍遷型能帶結（jié）構。其晶格（gé）常數為0.6481nm，禁帶寬度為1.45eV，室溫電子遷（qiān）移率為1050 c㎡/(Vs)，室溫空穴遷移（yí）率（lǜ）為（wéi）80 c㎡/(Vs)。碲化鎘化學鍵的鍵能高達5.7eV，是鎘元素在自然界中最穩定的化合態之一。因此，碲化鎘在常溫下化學性質穩（wěn）定，且不溶於水、弱酸，在工業生產和使用（yòng）過程（chéng）中比較安全。

值得一提（tí）的是，碲化鎘太陽電池的（de）光譜響（xiǎng）應與地麵太陽光譜分布非常匹（pǐ）配，實際發電能力強。

碲化鎘性（xìng）能穩定，光能吸收係（xì）數高，通過摻（chān）入不同雜質能獲取N型或P型半導體材料，可（kě）用於核輻射探測器（醫學用（yòng））、紅外電光調製器、紅外探（tàn）測器、紅外透鏡和窗口等器件製造。在光伏領域，碲化鎘被視為製備大尺寸太陽能薄（báo）膜電池（chí）的關鍵原（yuán）材料。僅僅（jǐn）2μm（微米）厚度的碲化（huà）鎘薄膜，在標準AM1.5條件（jiàn）下（xià）光學吸（xī）收率超過90%，最高理論轉換效率高達33%，因此（cǐ）太陽能成為碲化鎘（gé）最大的應用領域。通常情況下（xià），光伏行業需（xū）要用到5N純度的碲化鎘。

與其它太陽能（néng）電池相比，碲化鎘薄膜太陽能電池結構（gòu）比較（jiào）簡單；一（yī）般而言，傳統結構由（yóu）五層組成，即玻（bō）璃襯底、透明導電氧化（huà）層（TCO層）、硫化鎘（CdS）窗口（kǒu）層（céng）、碲化鎘（CdTe）吸收層（céng）、背接觸層（céng）和背電極，如下圖所示。

▲ 碲化鎘薄膜（mó）太陽（yáng）能（néng）電池的傳統結構（gòu）

光（guāng）伏組件是（shì）光伏發電係統的（de）核心組成部分，薄膜電池現已發展出包括碲化鎘（CdTe）、銅銦（yīn）镓硒（CIGS）、砷化镓（GaAs）、非（fēi）晶（jīng）矽（guī）薄膜、有機薄膜、鈣鈦礦等多種技術路線，碲化鎘是目前為止市占率最高的薄膜組件（jiàn）類型，在薄膜組件中占比超過95%。

碲化鎘薄膜太（tài）陽（yáng）電池特（tè）點可總結為：

1、碲化鎘（gé）的（de）禁帶寬度（dù）為1.45eV，是與地麵太陽能光譜最（zuì）匹配（pèi）的太陽電池吸收層材料；

2、碲化鎘是直接帶隙材料，吸收係數> 105/cm，吸收係數高，是矽材（cái）料的100倍；

3、溫度係數低：碲化鎘禁帶寬度高於晶矽（guī），溫度係（xì）數約為晶矽的一半，夏季組件（jiàn）的溫度可超過65℃，由於溫度升高造成的功率損失碲（dì）化鎘組件要比晶矽組件少10%左右；

4、熱斑效應小：碲化鎘薄膜組件是長條子電池設計，減少了（le）熱斑效（xiào）應，在提高發電（diàn）能力的同時，改善了產品壽命和安全性；

5、色彩均勻，美（měi）觀大方：大（dà）麵積碲化鎘（gé）光伏組件色彩均勻，美觀，整（zhěng）體感強，特（tè）別適合於對（duì）美（měi）觀要求較高（gāo）的建築；

6、發電效率高（gāo）：碲（dì）化（huà）鎘電池理論極限轉化效率32％-33%;目前小麵積電池（chí）光電轉（zhuǎn）換效率世界記錄為22.1%, 組件效率19%,並且還（hái）有較大的（de）提升空間;

7、定製化程度高：小蝌蚪视频污下载特有的（de）生（shēng）產工（gōng）藝技術，現已開發出（chū）發電牆、發電瓦、發（fā）電磚等8大（dà）類，50餘種可適用於不同建築應用場景的碲化鎘薄（báo）膜光伏發電建材產品，可根據不同需求靈活定（dìng）製顏色、圖案、形狀（zhuàng）、尺寸、透光度（dù）等，逐步實現（xiàn）在（zài）建築應用中用光伏發電建材替代傳統建（jiàn）材的（de）宏（hóng）偉目標。

▲ 小蝌蚪视频污下载部分碲化鎘薄膜光伏建材產品

隨著（zhe）國內建築節能的政策體係逐步完善，政府對建築節能的重視程度明顯（xiǎn）提升。若要（yào）實現雙碳目標，離不（bú）開光伏建築一體化（BIPV）這個重要路徑。2020年（nián），我國住建部等7部委發布綠色建築相關（guān）行動方案，方案以2022年新（xīn）建綠色建築占比70%為目（mù）標，要求引（yǐn）導政府投資工程率先（xiān）采（cǎi）用綠色建材。通（tōng）過碲（dì）化鎘薄膜電池技術（shù）製（zhì）備的（de）碲化鎘發電（diàn）玻璃建材（cái），正（zhèng）是新一代（dài）綠色建築材料。

相比於晶矽組件，碲化鎘薄膜組件具有吸收係數高、熱（rè）斑效應小、弱（ruò）光效應好、美（měi）觀度高、可定製性強等特點，可以靈活應用用（yòng）於（yú）建築屋頂、幕牆（qiáng）等（děng）多種（zhǒng）建築結構上（shàng），並（bìng）最大限度利用建築的表麵增加有效發電麵積（jī），滿足多角度建築發電（diàn）需求，最終從源頭上減少建築碳（tàn）排放。在利好政（zhèng）策推動下，未（wèi）來碲化鎘薄膜光伏組件的（de）需求還將進一步擴大。

▲龍（lóng）焱碲化鎘薄膜光伏產（chǎn）品在BIPV項目和光伏電站（zhàn）中的應用

碲化鎘（gé）薄膜電池技術產（chǎn）業化並不是一件單純的技術工（gōng）作，而是一項綜合（hé）性很強的（de）係統工程，小蝌蚪视频污下载能（néng）源於2008年由國際光（guāng）伏專家吳選之教授等人創建，承擔了國家高技術研究發展計劃（863計（jì）劃）先進能源領域課題，成功打破國外技術壟斷，率先在2011年在中國實現了完全自（zì）主研發碲化鎘薄（báo）膜太（tài）陽能技（jì）術產業化（huà），電（diàn）池效率達到國內外卓越水平。

經過（guò）14年的發展，小蝌蚪视频污下载能源除了碲化鎘標準光伏組件廣（guǎng）泛應（yīng）用（yòng）於光伏電（diàn）站項目中，研發生產的各類（lèi）碲化鎘光電建材更（gèng）是（shì）受（shòu）到建築行業的青睞，產品已成功應用於（yú）世園（yuán）會中國館、雄安新區商務中心、大同（tóng）能源館、嘉興火車站、鄂州順豐花湖機場（chǎng）、北京冬奧會噴泉廣場水下光伏、中國建研院光電示範建築等國內外百餘個標誌性光電建築項目中(部分應用項目見上圖)。

以下為六個碲化（huà）鎘薄膜（mó）電池的常見問題（tí）解答：

一問：碲化鎘電池轉化效率比晶矽電池轉化效率（lǜ）低，是不是（shì）就等（děng）同於（yú）碲化鎘組件沒有晶矽組件的發電能力好（hǎo）？

答（dá）：否。

1、太陽電池具有很強的材料屬（shǔ）性，其中包（bāo）括吸收（shōu）層材料的晶體結（jié）構；正如多晶矽電池效率永遠低於單瞐矽電池一（yī）樣，用多晶碲化鎘薄膜太陽電池的效率與（yǔ）單晶矽電（diàn）池相比是不科學的。亊實上，多晶碲化鎘薄膜太陽電池的效率，無論是實驗室電池或（huò）組件效率均已經與多瞐矽電池相近；而且還存在較大空間去進一步提升它的效率（lǜ）。

2、光伏電站投資成本按裝機容量計算，光伏組件銷售價格按（àn）功率（lǜ）瓦數銷售（shòu）；在（zài）現階段（duàn）碲化鎘組件產業鏈的（de）規模及生產原料需求量均遠遠小於晶矽組件情況下，碲化鎘組件的生產成本已經與晶矽組件持平，隨著碲化鎘薄膜（mó）電池產（chǎn）業規模化和生產技術（shù）不斷提升，碲化（huà）鎘組件未（wèi）來的降本空間遠大於晶矽組件。

3、唯轉換效率影響發電能力的觀點（diǎn）是否正確？當前光伏組（zǔ）件的光伏性能測試是在標準測試（shì）條件（STC）下進行：AM=1.5；1000W/㎡；25ºC。太（tài）陽電池轉化效率隻（zhī）能直接（jiē）影響單位麵積（jī）裝機容量，但並不決定發電量；因為這僅（jǐn）僅是在標（biāo）準測試環境下的情（qíng）況。光伏項目實際安裝環境中，很多（duō）因素（sù）會影響發（fā）電，如溫度、輻照強度、陰影遮擋、安裝角度、朝向、組件積灰、天氣情況等。不同光伏組件技術使用（yòng）的（de）半導（dǎo）體（tǐ）材料不同，導致對光的吸收係數和溫度係數都不同。在實際應用（yòng）場景中，由於碲化鎘組件（jiàn）的吸收係數高、溫度係數小以及熱斑效應小等特點，它的（de）實際發電能（néng）力反而更顯優勢。實際上已有很多按裝功（gōng）率（lǜ）相同的晶矽和碲化鎘光伏對比電站都已（yǐ）證明了碲（dì）化鎘組件的發電優勢。

4、各種光伏電池技術（shù）轉化效率（lǜ）都在提升（shēng）。晶矽PERC轉化（huà）效率已經快到極限(24.5%)，晶矽廠商重點向N型TOPCon、HJT布局；碲（dì）化鎘電池理論極限轉（zhuǎn）化效率32％-33%，小蝌蚪视频污下载碲化鎘（gé）電池轉化效率（lǜ）每年穩（wěn）步提升，已經接近21%，未來還有非常大的提升（shēng）空間。

二問：碲化鎘中的鎘有毒，大規模（mó）應用會對人體和環（huán）境造成傷害？

答：不會的。

碲化（huà）鎘薄膜太（tài）陽（yáng）能電池含有重金屬元素（sù）鎘，使很多人擔（dān）心碲化鎘太陽能電池的生產和使用會對人體和環境產生危害。

美國布魯（lǔ）克文國家實驗室有關研究表明（míng）：石油的鎘排放量是（shì）最高的，達到44.3g/GWh，煤次之，為3.7g/GWh。而各種太陽能電池的（de）排放量均小於1g/GWh，其中又以碲化（huà）鎘的鎘排放（fàng）量最（zuì）低，為0.3g/GWh，與天然（rán）氣相同；矽太陽能電池的鎘排放量大（dà）約是碲化鎘太陽能電池的兩倍。

他們還研究了矽太陽能（néng）電池和碲化鎘太陽能電池（chí）生產（chǎn）與使用中其他重金屬的排（pái）放。研究結果表明，碲化鎘太（tài）陽能電池（chí）的砷、鉻、鉛、汞、鎳等其他重（chóng）金屬的排放量（liàng）也比矽太陽能電池的低。該（gāi）研究報告結論是基於對美國First Solar公司碲（dì）化鎘薄膜太陽能電池生產線、碲化鎘太陽能電池組件使（shǐ）用現場的係統考（kǎo）察，和對其他太陽能電池、能源的實際生（shēng）產企業的工藝、相關產品的使用環境研究分析得出。研究（jiū）結果的科學性、公正性得到國內外的認（rèn）可（kě）。

另（lìng）外美國First Solar和國內小蝌蚪视频污下载能源,自公司成立以來，每年都對公司員（yuán）工進行血液、尿液檢測，結果表明鎘指標遠低於安全閾（yù）值。

三問（wèn）：碲是稀有元素，全球探明儲量隻有14萬噸，未來會限製碲化鎘光伏產業發展？

答：不會的。

1、碲的稀缺程（chéng）度不僅要看供應量，還要看需求量

碲是銅礦的副產（chǎn）品，也就是來自銅礦的礦渣，以及以冶煉廠的陽極泥等（děng）廢料的形式存在。現在隨（suí）著碲化鎘薄（báo）膜太陽電池產業的不斷（duàn）發展和產能的不斷提升，這些曾經的礦渣廢料得到了最環保（bǎo）、綠色的循環利用。碲（dì）除了在紅外（wài）線雷達中有極少量使用，基本沒有太多別的用途，它現在主要用於碲化鎘薄膜太（tài）陽（yáng）電池組件生產使用。

2、生產碲化鎘薄膜太（tài）陽（yáng）能電池使用的碲量非常少

按現有碲（dì）化鎘（gé）薄膜電池工藝水平，生產1GW碲化鎘（gé）薄膜光伏組（zǔ）件僅需40噸碲，14萬噸（dūn）碲可以生產約3500GW碲化鎘（gé）薄膜光伏組件，按全球每年生產50GW碲化鎘薄膜光（guāng）伏組（zǔ）件（jiàn）計算，可以滿（mǎn）足70年的碲耗量。

3、碲化鎘薄膜光伏組件回收技術已經（jīng）實現（xiàn）碲回收率達90%

First Solar、小蝌蚪视频污下载能源會與客戶在銷售合同中簽訂組件回收至原廠的專門條款。小蝌蚪视频污下载已經成功研發廢舊組件的回收和（hé）再利用的專利技術，廢舊組件主要（yào）包括在生產過程中出現的廢品組件、客戶在使用中產（chǎn）生的破損組件（jiàn）以及壽命終止需回收的報廢組件。碲化鎘薄膜光伏組件在戶外工（gōng）作（zuò）25年後，因為組件釆用雙玻封裝技術，碲量不會減少；且廢舊組件回（huí）收後碲的回收率可以達到90%。這樣（yàng）既解決了環保問題，也解決了（le）廢舊組件回收問題。

四問：碲化鎘薄膜光伏組件比晶（jīng）矽組件價（jià）格（gé）高？

答：碲化鎘薄膜光伏組件價格比晶（jīng）矽組（zǔ）件目前持平，未來有明（míng）顯優勢。

1、地麵電站、分布式工商業光伏電站、戶用光伏電站等常規光伏電（diàn）站釆用的標準碲化鎘光伏組件的生產成本已經與晶矽組件（jiàn）生產成本持平。

目前碲化鎘組件的產業鏈規模及生產原料（liào）耗量遠（yuǎn）小於晶矽組件，隨著（zhe）碲化鎘（gé）電（diàn）池產業規模化和生產技術不斷提升，碲化鎘光伏組件的降本空間遠大於晶矽組件，未來極有可（kě）能（néng）出現（xiàn）碲化鎘光伏組件價格低於晶矽組件的情況。

2、建（jiàn）築光伏一體化(BIPV)項目

開發和采用光伏發電（diàn）建材是助力實現（xiàn）發電（diàn）建築的（de）重要途徑。用於BIPV項目中的碲化鎘光伏發（fā）電建材產（chǎn）品與常規電站中（zhōng）的光伏組件是完全不同的兩類產品：碲化鎘光伏發電建材（cái）最重要的功能實現建材功能，可以替代傳統建材，同時要兼顧發電功能。所以產品首先要滿足建築的安（ān）全可（kě）靠、透光度、保溫隔熱、美觀、防（fáng）結露、尺（chǐ）寸變化等要求，同時要兼顧考慮發電、節能功能。

常規光伏組件（jiàn）的價格（gé）與碲化（huà）鎘光電建（jiàn）材的價格是不能簡單等同對比，兩者本身就是應用於不同場景（jǐng）的產品；同樣理由，晶矽組件製作成光電建材產品，成本也會（huì）大幅增加，甚至（zhì）高於碲化鎘光電建材產品。

五問：碲（dì）化鎘薄膜太陽能電池在火（huǒ）災中會產生健（jiàn）康危害嗎？

答：不會的。

碲化鎘的（de）熔點是1041℃，在大氣（qì）壓下從1050℃開（kāi）始蒸（zhēng）發，而火（huǒ）焰的溫度為800℃－1000℃，不足以使碲化鎘蒸發。碲化鎘確（què）實會在500℃以上升華，但這一現（xiàn）象隻在2.5torr（0.003atm）的氣壓下發生。而硫化鎘的熔點高達1750℃，要（yào）使其在800℃升華得將氣壓調到（dào）0.1torr。

美國布魯克海文國家實驗室和德國的GSF學院針（zhēn）對碲化鎘薄膜太陽能電池組件使用過程中，遇到火災等意外事故造成（chéng）組件損毀時鎘的汙染進行了研究（jiū）。他們將雙玻璃封裝的碲化鎘薄膜太陽能電池組件在模擬建築物（wù）發生火災的（de）情況下進行（háng）試驗，實驗溫度高達1100℃。結果表明（míng），高溫下玻璃變軟以至（zhì）於熔化，化合物半導體薄膜被包封在軟化了的玻璃中，鎘流失量不到電池所含鎘總量的0.04%。考慮到（dào）發生火災的幾率，得出使用過（guò）程中，鎘的排放量不到（dào）0.06mg/GWh。

六問：碲（dì）化鎘光（guāng）伏組件產線設備的投資成本高（gāo）？

答：否。

晶（jīng）矽產業鏈從上遊的多晶矽料，到中遊的（de）矽片和電池片，再到下遊的光伏組件，每個環節都（dōu）需要非常多的生產設備、配備設施以（yǐ）及資金投入。與晶矽產業鏈相比，碲化鎘的產業鏈則要短很多（duō）。僅300米長的（de）碲化鎘光（guāng）伏組件全自動生產線，就可能實現從原材料光伏玻璃的磨邊（biān）清洗，到化合物半（bàn）導體薄膜的製（zhì）備（bèi），再到最後光伏組件成品封（fēng）裝測（cè）試的完整生產流程。

另外隨著碲化鎘組件產業規（guī）模的（de）增加、生產技術的不斷提升以及（jí）生產設備的標準化生產，碲化鎘光伏組件的產線設備還有很（hěn）大的（de）降（jiàng）本空間（jiān）。

所以，無論是（shì）從產線設備資金投入角度（dù），還是（shì）從光伏組件生產能耗角度看，碲化鎘（gé）的（de）產業鏈都更具優勢。