雖然中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)能已是世界第一，卻沒(méi)一家“國(guó)際大牌”研究機(jī)構(gòu);也沒(méi)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中心，國(guó)內(nèi)樣品只能送出國(guó)測(cè)試，常被拖延時(shí)間而雙腳跳……劉正新回國(guó)，心里裝著一個(gè)個(gè)目標(biāo)——中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所嘉定分部，一座閑置了30多年的老樓最近被翻新，新成立的新能源技術(shù)中心入駐其中，當(dāng)家人劉正新，是今年國(guó)家“千人計(jì)劃”引進(jìn)的太陽(yáng)能電池專家。

太陽(yáng)能電池研發(fā)領(lǐng)域，澳大利亞的新南威爾士大學(xué)、美國(guó)的可再生能源實(shí)驗(yàn)室、德國(guó)的弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所、日本的產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所……都是國(guó)際大牌機(jī)構(gòu);雖然中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)能已是世界第一，卻還沒(méi)有一家這樣等級(jí)的研究機(jī)構(gòu)。

全球科學(xué)家用不同材料研制出各種太陽(yáng)能電池，其總體發(fā)展進(jìn)程可以繪制成一張“版圖”，上面有許多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)旁都標(biāo)注著發(fā)明機(jī)構(gòu)、發(fā)明人——發(fā)明人里有不少華人，卻找不到一家中國(guó)的研發(fā)機(jī)構(gòu)。

劉正新回國(guó)，就是想給這張圖添上“中國(guó)節(jié)點(diǎn)”，“也讓新能源技術(shù)中心擁有世界知名度!”

提高電池效率“等不起”

劉正新在日本工作了16年多，曾把球形硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率從7%以下提高到12%以上;還曾在厚度為100微米的單晶硅片上，取得了17.3%的轉(zhuǎn)換效率。他曾承擔(dān)和參與過(guò)5個(gè)日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合機(jī)構(gòu)(NEDO)的太陽(yáng)能電池研發(fā)項(xiàng)目，擁有7項(xiàng)日本專利。

“到2020年，研究開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25%以上的晶體硅和高效銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池的技術(shù)路線。”回國(guó)后，劉正新提出工作目標(biāo)，并做成展板掛在會(huì)議室里，隨時(shí)提醒每位科研人員。

高效率太陽(yáng)能電池的研發(fā)設(shè)備極其精密復(fù)雜，為此新能源技術(shù)中心建了兩間一萬(wàn)級(jí)凈化室：一間設(shè)置中國(guó)第一套薄膜硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)(HIT)高效率太陽(yáng)能電池中試研發(fā)線，不僅可研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，還有1兆瓦以上的中試能力;另一間設(shè)置銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池中試研發(fā)平臺(tái)，劉正新準(zhǔn)備在這里突破最關(guān)鍵、最困難的硒化技術(shù)。

一般而言，這么大的試驗(yàn)平臺(tái)，安裝調(diào)試至少要半年以上，他說(shuō)“等不起”，硬是在1個(gè)多月里就讓實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)了。“那段時(shí)間我?guī)缀趺刻於济Φ缴钜箖扇c(diǎn)，”他說(shuō)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備要保證安全，還要保證順利運(yùn)行、得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。他親自設(shè)計(jì)了幾乎所有設(shè)備的安放、連接，細(xì)致到幾乎每個(gè)接點(diǎn)。

設(shè)備安裝時(shí)，他要求工作人員和學(xué)生都必須在旁邊看著，不懂就問(wèn)——“這可都是基本功!”他說(shuō)，這樣今后他們操作設(shè)備和做實(shí)驗(yàn)才能保證質(zhì)量，“不管別的實(shí)驗(yàn)室怎么做，我們就是要這樣把每一步都做實(shí)在、做好。”

讓太陽(yáng)能“遍地開(kāi)花”

這幢小樓的走廊里，堆滿了幾家太陽(yáng)能電池生產(chǎn)企業(yè)送來(lái)的光伏組件。不但送來(lái)產(chǎn)品，有些公司還提供研究經(jīng)費(fèi)。

因?yàn)閯⒄抡忠龅囊粋€(gè)課題，可能為這些廠家在市場(chǎng)打拼中贏得先機(jī)。這個(gè)課題是研究太陽(yáng)能電池組件在中國(guó)各種氣候條件下的可靠性，并且研發(fā)適合不同區(qū)域氣候、環(huán)境特點(diǎn)的“個(gè)性化”組件——爭(zhēng)取既讓電池更“長(zhǎng)壽”，又降低成本。

東北寒冷多雪、西北干燥多沙、西南潮濕多雨、東部城市汽車尾氣污染嚴(yán)重，而沿海灘涂地區(qū)海風(fēng)中含鹽分……溫度、濕度、空氣中懸浮微粒的多少，都會(huì)影響太陽(yáng)能電池板的發(fā)電性能和使用壽命，劉正新說(shuō)，他們將分析不同的環(huán)境條件及其影響，找出最佳方案，讓落戶到每一地點(diǎn)的太陽(yáng)能電池都發(fā)揮最大效用。

小樓里有些局部還在裝修，而屋頂上，太陽(yáng)能電池組件早已布好陣列。他們建了個(gè)20千瓦的室外發(fā)電站，晶體硅、薄膜硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)開(kāi)始工作，還有別的幾種正待安裝。

劉正新彎下腰，指點(diǎn)記者看電池背后一個(gè)黑色小盒子。小盒子負(fù)責(zé)收集電池板工作的各種數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)線傳到樓內(nèi)的電腦里，再傳到中央計(jì)算機(jī);而屋頂一角，一個(gè)自動(dòng)氣象儀正實(shí)時(shí)記錄下溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)力。“把這些數(shù)據(jù)擬合起來(lái)，就可以嘗試分析天氣條件與太陽(yáng)能電池工作效率的關(guān)系。”

他說(shuō)，這個(gè)屋頂電站是做試驗(yàn)的，等把數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)調(diào)試好，準(zhǔn)備把它復(fù)制到全國(guó)5個(gè)不同特征氣候條件的地區(qū)。“在野外，太陽(yáng)能電池的工作環(huán)境常有想不大到的情況，比如在海島上會(huì)落上大量海鳥(niǎo)鳥(niǎo)糞，這該怎么辦?”都是應(yīng)用課題。

改變“中國(guó)器件海外測(cè)試”

中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)能已經(jīng)占到世界一半以上，卻連一家太陽(yáng)能電池標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中心都沒(méi)有。

當(dāng)劉正新準(zhǔn)備回國(guó)時(shí)，有朋友對(duì)他說(shuō)：“你回去一定要為中國(guó)建一個(gè)測(cè)試中心!中國(guó)產(chǎn)業(yè)這么大，沒(méi)個(gè)測(cè)試機(jī)構(gòu)怎么行?”

太陽(yáng)能電池標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中心，目前全球有3家，分別在美國(guó)、日本和德國(guó)。在日本，劉正新碰到過(guò)不少中國(guó)企業(yè)因測(cè)試拖延被急得雙腳跳，心急火燎找他幫忙。“人家的實(shí)驗(yàn)室一般總是先滿足本國(guó)的測(cè)試需求，有多余能力，再測(cè)國(guó)外樣品。太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，測(cè)試一拖兩三個(gè)月，誰(shuí)等得起?”

不過(guò)，這樣的中心要達(dá)到IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、要得到同類實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可，難度極高;且不說(shuō)實(shí)驗(yàn)室要恒溫恒濕，測(cè)試設(shè)備的精度和穩(wěn)定性要高，更得具備強(qiáng)勁的技術(shù)實(shí)力，能針對(duì)不同類型、型號(hào)的太陽(yáng)能器件，研究設(shè)定不同的測(cè)試參數(shù)，太陽(yáng)能電池在快速升級(jí)，測(cè)試技術(shù)也要不斷發(fā)展……

今年年初，微系統(tǒng)所與日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所簽訂了建立太陽(yáng)能電池標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中心的合作協(xié)議。如今這個(gè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室剛開(kāi)始裝修，儀器還在購(gòu)買，劉正新已派出一名副研究員去日本的測(cè)試中心深造，“先去3個(gè)月，回來(lái)工作一段時(shí)間，再去，也要派其他人去、定期請(qǐng)日本專家過(guò)來(lái)……”他要努力培養(yǎng)一批專才，以國(guó)際水平來(lái)運(yùn)營(yíng)這中國(guó)第一個(gè)測(cè)試中心。