说起太阳能，更多人想到的是屋顶或户外光伏板，而光伏技术不止这些形态。一种新型薄膜太阳能电池，正打破大众对新能源应用的固有认知，为国内薄膜光伏装备自主可控探出一条新路。
这张厚度仅1.1毫米的薄膜，不只是简单的发电载体。它将人们对于光伏应用的种种设想，转化为一批充满创意与想象的新产品。
谋转型
玻璃幕墙化身发电载体
近日，记者走进中茂绿能科技（西安）有限公司（以下简称“中茂绿能”）。该企业专注于薄膜太阳能电池的芯片研发、生产制造，主攻碲化镉（CdTe）与钙钛矿薄膜太阳能电池技术。通俗来讲，就是把太阳能发电功能做成薄膜，附着在玻璃、建筑外立面，实现“发电建材化”。
黄周师介绍发电玻璃幕墙的应用原理。（记者 吕聪摄）
“我们企业最初并不是做薄膜太阳能电池，主业是玻璃幕墙。”中茂绿能研发及生产总监黄周师的一席话，勾起了记者的好奇心。
向新能源赛道转型的构想，来自企业立足行业变局的主动思考。
创始人丁晔长期深耕建筑幕墙工程领域，近年来，受房地产行业波动影响，叠加国家大力推广绿色建材，企业开始谋划转型。2021年10月，中茂绿能在秦创原总窗口西咸新区注册成立。
“我们最熟悉玻璃幕墙，最先想到的，就是把传统幕墙改造为可发电幕墙。”黄周师表示，常规玻璃幕墙由双层玻璃构成，中间留有夹层。如果在夹层内加装薄膜太阳能电池，就能让幕墙在保留建筑建材功能之外，额外具备发电能力。
“起步阶段，我们外购成品薄膜太阳能电池，组装成发电幕墙对外销售。考虑成本后，我们产生了自主生产薄膜电池的想法。”黄周师说。
经过市场调研，一道现实难题摆在团队面前：当时国内量产薄膜太阳能电池普遍采用自下而上真空热蒸发技术。这条路线工艺门槛较低，且国产设备价格有优势，但短板也突出——产出的薄膜电池最大幅宽仅1.2米，尺寸增大、厚度变薄后，会出现形变、色斑。蒸镀工序需要在真空环境完成，碲化镉等材料耗尽补充原料时，必须停机降温，加料完成再重启设备，既拉低生产效率，也大幅降低原材料利用率。
更为先进的成套技术与装备长期被海外企业垄断，依靠进口将持续承受高昂生产成本，处处受制于人。
破壁垒
首台套装备实现国产替代
国产设备性能不足，海外设备壁垒森严、代价高昂。创始人丁晔下定决心：自主研发核心生产装备。
核心技术缺失、专业人才紧缺，都是亟待破解的难题。鉴于此，自2022年起，中茂绿能携手西安交通大学开展产学研合作，共建中茂绿能薄膜太阳能电池研究院，同时面向全球招揽光伏领域专业人才。
依托高校联合攻关与高端人才引进，企业聚焦碲化镉、钙钛矿薄膜太阳能电池关键材料、器件结构开展产业化技术攻关，致力于打造拥有完全自主知识产权的发电玻璃幕墙产品。
明知传统国产设备存在弊端，研发团队果断放弃自下而上真空热蒸发技术路线，转向自上而下真空热蒸发技术研究。经过持续攻坚、反复试验论证，2025年，中茂绿能成功研发气相传输沉积（VTD）核心装备。
车辆安装的行李架发电装置。（受访企业供图）
这套设备支持不停机连续加料，生产线可全天候不间断运行；碲化镉、硫化镉（CdS）原材料利用率达到70%，相较于国内同类设备提升了40%至50%，理论上电池生产幅宽不再受限。基于这套装备，企业持续压缩薄膜电池厚度，从最初的3.2毫米，迭代至今仅1.1毫米。
“这是国内自上而下真空热蒸发技术路线首台套装备，目前我们也是国内唯一掌握该技术、拥有设备完整自主知识产权的企业，成功实现国产替代。”谈及此处，黄周师满是自豪。
除此以外，企业研发生产的薄膜太阳能电池拥有多项突出优势：材质柔软、可折叠；弱光发电性能优异，阴天、晨昏时段、室内散射光环境下均可稳定输出电能；理论光电转换效率接近32%；环境适应性强，-30℃至150℃区间能够稳定发电；综合生产成本低于晶体硅及其他类型太阳能电池；外观高度定制化，透光率、纹理、色彩均可按需调整；生产环节能耗远低于传统晶硅组件，全生命周期更加绿色低碳。
拓应用
薄膜电池融入日常生活
“我们研发的薄膜光伏器件轻量化、易集成，可以适配多元场景。”黄周师说，在薄膜太阳能电池基础上，企业不断拓展应用场景，从最初的发电幕墙，现已延伸至大众日常生活，甚至航天领域。
BIPV光伏建筑一体化产品，也就是薄膜太阳能绿色建材。其中，发电玻璃幕墙最大规格可达1.2米×2.4米，可制作常规款与异形款；发电地砖能够替代传统地砖，兼具通行与发电功能。这类产品可融合幕墙、屋面、采光天窗等建筑系统，应用于分布式光伏、工商业屋顶、零碳园区，兼顾建筑美学与能源自给。相关产品已销往全国，出口新加坡、阿联酋、马来西亚等国家。
CIPV汽车光伏发电一体化产品同样极具看点。车辆所有玻璃位置，天窗、车窗都可以改造为发电玻璃。“发电玻璃无法完全替代新能源车动力电池，但能够为车载空调、影音系统供电，有效提升新能源车辆续航。”黄周师透露，企业已经和国内头部新能源车企开展合作，推进技术验证。
可发电智能手表表带。 （受访企业供图）
面向智能汽车市场，一款行李架发电装置让人眼前一亮。可折叠薄膜太阳能电池做成行李架形态，车辆行驶、停放期间均可发电。单结电池连续工作8小时可发电8至10度，可增加30公里左右续航里程，有效缓解车主续航焦虑，无需专用充电桩，就能实现自主补电。“这款产品已在线上销售，房车爱好者是主要消费群体。”
“生活中，很多人都有手机亏电的焦虑，随身携带充电宝既不方便，也存在安全隐患。”黄周师笑着介绍，瞄准这一痛点，他们开发了手机发电背板。将手机传统玻璃背板替换为薄膜太阳能电池，自主补电，延长续航。眼下，企业正与国内头部手机厂商协同开发新款终端产品。
企业还推出适配商超的智能电子价签。常规电子价签一至两年就要更换电池，大型商超批量更换耗时耗力；搭载薄膜光伏自充电锂电池的价签，可实现十年免换电池。可发电智能手表表带、户外发电背包、光伏发电帐篷……创新产品清单仍在持续拉长。
应用场景不只民用领域，企业研发方向同步望向太空。近期开发的卫星太阳翼，可为近地轨道航天器提供稳定电力支撑。
向未来
让每一寸表面皆可发电
“只要有玻璃、有光照的地方，就有我们产品的应用空间。”黄周师说，团队的研发与应用理念十分清晰——让每一寸表面都能发电。
记者了解到，作为国家级高新技术企业、陕西省专精特新中小企业、省级上市后备企业，中茂绿能现有研发人员30余人，累计取得30余项授权专利。企业还在同步推进钙钛矿薄膜太阳能电池研发，单结电池最新转换效率已达到26.7%，处于国内领先水平，叠层电池研发也在有序推进。
与此同时，企业在西咸新区秦汉新城布局中国西部太阳能谷·中茂碲化镉薄膜光伏组件研发制造基地，项目一期即将建成投产，将大幅释放产能，填补西部地区高效碲化镉、钙钛矿光伏电池技术产业化应用空白，推动薄膜太阳能技术大规模落地。
光伏发电不再局限于屋面、地面，一路延伸至汽车、数码终端、建筑幕墙乃至航天领域。这家诞生于秦创原的科技企业，重塑光伏应用版图，成为陕西培育新质生产力、硬科技产业创新突围的鲜活样本。
“国内唯一”“国内首台套”，一系列标签见证中茂绿能的技术跨越。随着工艺的迭代优化，更多打破认知的创新产品还将持续涌现。“陕西智造”，有望在太阳能利用、全球光伏产业发展进程中留下更加鲜明的印记。（记者 吕聪）
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