光伏发电玻璃中的“可疑金”

金曾经是科学家眼中的“神圣元素”，它高傲而冷漠的拒绝所有元素的接近，无论是各种酸碱，窒息的氯气，侵蚀万物的臭氧，都破不开金的防御。令科学家们大跌眼镜的是，有一种被扔在角落里的非金属元素，不仅和金性质相近，还突破了金的防御网，完成了化合！他就是今天的主角——碲元素。

角落里的“宝贝”——碲元素的发现在中世纪时期的罗马尼亚，有一座号称“欧洲文化之都”的古老都市，名叫锡比乌。在锡比乌的北边有一座不知名的矿山，工人们挖掘出了一种没有见过的白色矿石，并且上交给了当时的监督赖兴施泰因。这种矿石表面大部分是银白色，间或带有一些黄色，当地人称为“可疑金”。赖兴施泰因初期认为这是一种硫化铋，但经过分析，他发现这种矿石与硫化铋的性质相差甚远：“可疑金”被点燃后，发出浅蓝色的火焰。很快熄灭的它被加热熔化后，散发出一种臭萝卜的味道，让人感觉头昏恶心；跟硫酸反应生成红色溶液，溶于水后得到黑色沉淀。而铋元素会一直显现金属银白，更没有那么离谱的臭味了。“难道这是一种新的元素？”赖兴施泰因因为缺少必要的实验器具，只能向当时的瑞典知名化学家伯格曼求助，邮寄了自已的实验笔记，并附带了一些矿石样品。可惜的是，由于样品太少，伯格曼也只能判定这种矿石中的元素，确实不是铋。▲ 一块面积只有0.72平方米的发电玻璃，一年可发电100余度转眼来到15年后，德国化学家克拉普罗特偶然得到了两块“可疑金”，但他并没有太过重视，将它们扔到了实验室的角落，那里堆满了各种实验物料。有一天，克拉普罗特在办公室翻阅化学书籍时，读到了关于“可疑金”的相关论文。他赶紧把矿石翻了出来，并重新开始了实验。他用王水（又称王酸、硝基盐酸，是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体，是浓盐酸（HCl）和浓硝酸（HNO₃）按体积比为3:1组成的混合物）溶解白色矿石，往滤液中加入氢氧化钠，得到白色沉淀。他再将白色沉淀烘干并与油混合，在烧瓶中加热，烧瓶内壁逐渐的出现一些银白色的金属颗粒。克拉普罗特将它命名为Tellurium，来自拉丁文Tellus，意为地球，翻译成中文是“碲”。▲ 彩色透光的发电玻璃神奇的发电玻璃——碲元素的应用克拉普罗特在发现碲元素之后，又花了很长时间才真正的弄清了碲元素的性质。在地壳中碲元素极其稀少，只有含量较高的地方才能产生化合物。它在工业应用上，碲元素也经历了很长时间的摸索，才正式走上历史舞台。碲元素是金属合金的标准“强化剂”。在合金里加入极少的碲后，合金的机械强度和加工性能将被大大提高。它主要被用作高速钢催化剂、石油化工催化剂及化工制品等，并在半导体材料、航空航天等方面有着不凡的作用。碲的化合物在现代化工业建设中也发挥着巨大的作用。把碲和铅按一定比例熔化制成的碲化铅，可用作红外线探索器的制造材料；碲燃烧生成的二氧化碲，可作防腐剂用，或用来测定各种疫苗中的细菌。

有一项神奇的发明也有碲元素的身影——发电玻璃。

所谓“发电玻璃”乃是外行说法，正确名称应该是“碲化镉薄膜太阳能电池”，简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型CdS的异质结为基础的薄膜太阳能电池。玻璃只是一个透光的衬底材料，不是技术性关键材料。这种太阳能电池组件分7层结构所组成。

碲化镉薄膜太阳能电池的核心在于它能将几微米厚的碲化镉光电材料均匀涂抹在普通玻璃上，让普通玻璃从绝缘体变成可导电的导体，进而变成可发电的建筑材料，实现了玻璃与半导体材料的有机结合（☞☞大揭密：一块光伏发电玻璃是如何生产出来的？）。

▲ 碲化镉彩色透光的发电玻璃应用项目实拍

由于碲化镉发电玻璃具有弱光发电性好、温度系数低、热斑效应小等优点，同时具有可灵活定制尺寸、厚度、透光度、颜色、图案的极强建材属性，可以与建筑物完美结合。即便在弱光条件下也可通过光电转化产生电能，是一种绿色、可回收、可发电的多功能建筑材料，可替代砖头、石材、常规玻璃等传统建筑材料。

幸亏克拉普罗特记起来在角落吃灰的几块碲矿石，碲元素才能在多个领域开花结果。随着碲化镉发电玻璃的大规模量产，必将为绿色建筑发展起到巨大的推动作用。

来源：BIPV在线

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