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这对华人科研伉俪,用美国人淘汰的旧设备不断刷新光伏世界纪录

日期: 来源:我是科学人收集编辑:我是科学人

近日,被誉为“工程界诺贝尔奖”的伊丽莎白女王工程奖在英国伦敦颁发,年近70岁的华人光伏科学家赵建华、王艾华夫妇,摘得此项荣誉。这是该奖创设立10年来,华人科学家首度获此殊荣。

这对华人伉俪因共同发明PERC(钝化发射极和背面点接触)太阳能电池技术,与澳大利亚新南威尔士大学教授马丁·格林、澳大利亚国立大学荣誉教授安德鲁·布莱克斯共同获得该奖项。

从20世纪80年代跨出国门,在海外创造了单晶硅太阳电池转换效率的世界纪录,到21世纪初归国创立中电光伏,这对夫妻用对祖国的热爱、对科学的执着,在世界光伏产业留下了华人科学家坚实的科研足迹。

颁奖现场

在二手设备上创造光伏世界纪录

1984年,时任山东工业大学讲师的赵建华以全省第二名的成绩考中了山东省公费出国留学的名额。为了能够更好地申请学校,他花“重金”购买了一台机械打印机,然后复印出20份申请信,寄给了世界各地的实验室。令他吃惊的是,第一个向他抛出橄榄枝的竟然是被誉为“光伏界教父”的马丁·格林教授。

就这样,29岁的赵建华来到了全球光伏技术的前沿阵地——澳大利亚新南威尔士大学,成为马丁·格林教授的第一个中国博士生。在此之后的1985年,赵建华又将自己的妻子王艾华推荐给了马丁·格林教授,王艾华也成了马丁·格林的第二位中国博士生。

赵建华、王艾华与马丁·格林教授合影

20世纪八九十年代,做太阳能电池的圈子很小。在当时,太阳能电池属于高新技术,需要使用昂贵的设备,而赵建华夫妇所在的新南威尔士大学光伏实验室的经费非常有限,因此他们不得不节省成本,通过“淘”别人二手设备进行科学研究。

虽然研究设备“简陋”,但并没有打击到他们科研创新的积极性。在实验过程中,夫妻俩根据自己的特长,分工明确。

赵建华理论基础较强,主要负责做设计、搞科研;他的太太王艾华动手能力很强,主要负责制作。通过夫妻俩默契的科研合作,他们的科研效率也得到了极大的提升。

在不懈创新攻关之下,赵建华最终在1988年成功制备出了第一个高效的PERC电池,其效率达到了21.8%。在之后的几年里,两夫妻协同合作创造了单晶硅太阳电池转换效率24.7%和多晶硅太阳电池转换效率19.8%的世界纪录。

到了1999年,他们的太阳能电池效率已经接近25%,这几乎接近了马丁·格林的理论极限,令科研界叹为观止。

在当时,拥有良好科研设备的美国Solarbuzz、日本三洋的纪录则保持在24.5%、24.7%,虽然非常接近赵建华夫妇的纪录,但在物理领域“失之毫厘,差之千里”,即使是0.1%的差距,其中所存在的技术差距仍难以逾越。

时至今日,PERC技术仍是最具商业可行性的硅太阳能电池技术。值得一提的是,这项技术已使太阳能发电的成本在过去10年下降了80%以上,在全球太阳能电池市场中占比超过90%,在全球光伏产业中仍然是不可撼动的存在。

把中国光伏产业带到国际前沿

“强大的光伏科研技术如何造福我们的祖国?”一直是赵建华、王艾华夫妇在思考的问题。

21世纪之后,中国的科研技术进入了高速发展阶段。尽管当时,赵建华已经是新南威尔士大学高级硅光伏和光子学研究中心副主任、副教授,王艾华也在该中心任研究员,但是夫妻俩还是决定放下国外的一切,回国创业。

最终,他们于2004年回到了祖国,并在回国后与杨怀进等人共同创办中电电气(南京)光伏有限公司(以下简称“中电光伏”)。

王艾华、赵建华在中电光伏研发中心

在强大的科研技术支撑下,中电光伏在相关领域很快占有一席之地,仅仅三年时间,就成功在美国纳斯达克上市。也是在这一年,中国光伏电池产量首次超过德国和日本,占居世界第一位。

在此后的多年间,中电光伏依托自身技术优势,实现快速发展,研发实力得到了业界的赞誉和认同,营销和服务网络辐射亚洲、欧洲、美洲等地区,初步建成具有国际影响力的光伏产业基地。

不可否认的是,在这背后,赵建华、王艾华夫妇付出了极大的心血。

40年弹指一挥间。如今,已近古稀之年的夫妻俩开始逐渐从繁忙的事业中抽离,过起了退休生活。收到获得伊丽莎白女王工程奖的消息时,赵建华有些惊讶,并赞叹道:“从来没想过,搞工程的还能有这样一份大奖。”

对于中国光伏产业未来的发展,赵建华夫妇信心依旧。面对崛起的新一代科研工作者,赵建华深感欣慰:“我们有那么多学生,都做得挺好的,未来就让他们去做吧!”


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