绿色低碳是我国“十四五”期间重要发展目标，而光伏发电则是实现这一目标的主力军。在光伏行业快速发展的过程中，除了晶体硅电池备受关注之外，以碲化镉为吸收层的薄膜电池同样受到业界聚焦。

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碲化镉（CdTe）是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，形状呈黑色晶体颗粒或粉末，熔点达1092℃，相对分子量240，晶体结构为闪锌矿型，具有直接跃迁型能带结构。其晶格常数为0.6481nm，禁带宽度为1.45eV，室温电子迁移率为1050 c㎡/(Vs)，室温空穴迁移率为80 c㎡/(Vs)。碲化镉化学键的键能高达5.7eV，是镉元素在自然界中最稳定的化合态之一。因此，碲化镉在常温下化学性质稳定，且不溶于水、弱酸，在工业生产和使用过程中比较安全。

值得一提的是，碲化镉太阳电池的光谱响应与地面太阳光谱分布非常匹配，实际发电能力强。

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碲化镉性能稳定，光能吸收系数高，通过掺入不同杂质能获取N型或P型半导体材料，可用于核辐射探测器（医学用）、红外电光调制器、红外探测器、红外透镜和窗口等器件制造。在光伏领域，碲化镉被视为制备大尺寸太阳能薄膜电池的关键原材料。仅仅2μm（微米）厚度的碲化镉薄膜，在标准AM1.5条件下光学吸收率超过90%，最高理论转换效率高达33%，因此太阳能成为碲化镉最大的应用领域。通常情况下，光伏行业需要用到5N纯度的碲化镉。

与其它太阳能电池相比，雷竞技 结构比较简单；一般而言，传统结构由五层组成，即玻璃衬底、透明导电氧化层（TCO层）、硫化镉（CdS）窗口层、碲化镉（CdTe）吸收层、背接触层和背电极，如下图所示。

▲ 雷竞技 的传统结构  图片来源：网络

光伏组件是光伏发电系统的核心组成部分，薄膜电池现已发展出包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、砷化镓（GaAs）、非晶硅薄膜、有机薄膜、钙钛矿等多种技术路线，碲化镉是目前为止市占率最高的薄膜组件类型，在薄膜组件中占比超过95%。

龙焱碲化镉薄膜太阳电池技术相较于其它太阳能电池技术有着非常明显的特性优势，总结下来主要有以下10大优势：

1、碲化镉产业链非常短：晶硅产业链从上游的多晶硅料，到中游的硅片和电池片，再到下游的光伏组件，每个环节都需要非常多的生产设备、配备设施以及资金投入。与晶硅产业链相比，碲化镉的产业链则要短很多。仅300米长的碲化镉光伏组件全自动生产线，就可以实现从原材料光伏玻璃的磨边清洗，到化合物半导体薄膜的制备，再到最后光伏组件成品封装测试的完整生产流程；

2、碲化镉组件的碳足迹非常低：晶硅PERC组件现在的碳足迹数值为600g CO₂eq/W左右，龙焱碲化镉薄膜光伏组件通过中国国检的评估认证，碳足迹仅有366g CO₂eq/W。主要是因为碲化镉薄膜电池仅有几微米，可大幅节省原料；产业链非常短，可大幅降低能耗；组件封装工艺简便，进一步幅降低生产能耗等原因（以中国年平均有效光照小时数1200小时计算，1瓦碲化镉光伏组件一年可发电1.2kWh，相当于一年可节约1196.4g二氧化碳，这意味着碲化镉光伏组件只需要工作4个月不到的时间，就能把从资源开发、原辅料生产及运输、能源生产、产品生产至产品出厂全过程中产生的二氧化碳全部抵消掉，余下20多年时间都是产生的绿色清洁零碳电力）；

3、碲化镉的禁带宽度为1.45eV，是与地面太阳能光谱最匹配的太阳电池吸收层材料；

4、碲化镉是直接带隙材料，吸收系数> 105/cm，吸收系数高，是硅材料的100倍。

5、温度系数低：碲化镉禁带宽度高于晶硅，温度系数约为晶硅的一半，夏季组件的温度可超过65℃，由于温度升高造成的功率损失碲化镉组件要比晶硅组件少10%左右；

6、热斑效应小：碲化镉薄膜组件是长条子电池设计，减少了热斑效应，在提高发电能力的同时，改善了产品寿命和安全性；

7、色彩均匀，美观大方：大面积碲化镉光伏组件色彩均匀，美观，整体感强，特别适合于对美观要求较高的建筑；

8、色彩均匀，美观大方：大面积碲化镉光伏组件色彩均匀，美观，整体感强，特别适合于对美观要求较高的建筑；

9、发电效率高：碲化镉电池理论极限转化效率32％-33%;目前小面积电池光电转换效率世界记录为22.1%, 组件效率19%,未来还有非常大的提升空间;

10、定制化程度高：龙焱特有的生产工艺技术，可以根据不同需求灵活定制碲化镉光伏发电建材产品的颜色、图案、形状、尺寸、透光度等，逐步实现在建筑应用中用光伏发电建材替代传统建材的宏伟目标。

▲ 龙焱部分碲化镉薄膜光伏建材产品

随着国内建筑节能的政策体系逐步完善，政府对建筑节能的重视程度明显提升。若要实现双碳目标，离不开光伏建筑一体化（BIPV）这个重要路径。2020年，我国住建部等7部委发布绿色建筑相关行动方案，方案以2022年新建绿色建筑占比70%为目标，要求引导政府投资工程率先采用绿色建材。通过碲化镉薄膜电池技术制备的碲化镉发电玻璃建材，正是新一代绿色建筑材料。

相比于晶硅组件，碲化镉薄膜组件具有吸收系数高、热斑效应小、弱光效应好、美观度高、可定制性强等特点，可以灵活应用用于建筑屋顶、幕墙等多种建筑结构上，并最大限度利用建筑的表面增加有效发电面积，满足多角度建筑发电需求，最终从源头上减少建筑碳排放。在利好政策推动下，未来碲化镉薄膜光伏组件的需求还将进一步扩大。

▲龙焱碲化镉薄膜光伏产品在BIPV项目和光伏电站中的应用

碲化镉薄膜电池技术产业化并不是一件单纯的技术工作，而是一项综合性很强的系统工程，龙焱能源于2008年由国际光伏专家吴选之教授等人创建，承担了国家高技术研究发展计划（863计划）先进能源领域课题，成功打破国外技术垄断，率先在2011年在中国实现了完全自主研发碲化镉薄膜太阳能技术产业化，电池效率达到国内外卓越水平。

经过15年的发展，龙焱能源除了碲化镉标准光伏组件广泛应用于光伏电站项目中，研发生产的各类碲化镉光电建材更是受到建筑行业的青睐，产品已成功应用于世园会中国馆、雄安新区商务中心、大同能源馆、嘉兴火车站、鄂州顺丰花湖机场、北京冬奥会喷泉广场水下光伏、中国建研院光电示范建筑等国内外百余个标志性光电建筑项目中。