劉延可/圖


　　河南省光伏材料重點實驗室于2008年11月份由河南省科學(xué)技術(shù)廳批準(zhǔn)，由河南師范大學(xué)、河南大學(xué)聯(lián)合組建。經(jīng)過近幾年的建設(shè)與發(fā)展，實驗室已初具規(guī)模。實驗室（河南師范大學(xué)）現(xiàn)擁有科研配套用房面積2500平方米，價值2000多萬元的實驗設(shè)備，形成了多晶硅提純技術(shù)、硅薄膜太陽能電池材料、非硅基薄膜太陽能電池材料和光伏交直流、并離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究四個穩(wěn)定的研究方向,實驗室主任由我校特聘教授常方高博士擔(dān)任。
　　走進實驗室觀摩，我們切身感受到了科技的神奇與魅力。一小片薄如塑料的柔性薄膜，可以讓手機電池快速充電；實驗操作平臺如同智能機器人，自動記錄太陽能電池板的運作情況；每個矩陣太陽能電池板都像跟隨太陽的向日葵，隨著光線角度的不同主動調(diào)整以達(dá)到吸取最多太陽能，達(dá)到最高的轉(zhuǎn)化效率，供給大樓照明。這些科技在平時的生活中，我們可能更多的都是直接地使用，而從來沒有這樣直觀地看到過，只有在這里，才能感受到科技的力量是偉大的。
　　重點發(fā)展·龍頭方向常教授指出：光伏實驗室的發(fā)展一方面緊跟時代方向，開發(fā)低能耗、低成本的物理法提純多晶硅技術(shù)及硅基、非硅基薄膜太陽能電池器件，另一方面瞄準(zhǔn)領(lǐng)域前沿，研發(fā)新型的太陽能薄膜電池材料和電池器件、鐵鎳蓄電池等技術(shù)。實驗室已經(jīng)在這方面做了大量工作并取得一定成績。而在硅片、電池、組件領(lǐng)域，由于競爭的加劇，市場份額會越來越集中于技術(shù)先進、規(guī)模較大、成本更低的廠商。因此實驗室從建立之初就致力于努力開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光伏材料制備技術(shù)，并使之產(chǎn)業(yè)化，減少光伏材料生產(chǎn)領(lǐng)域的環(huán)境污染與能耗，降低成本，成為我省光伏產(chǎn)業(yè)的研發(fā)基地。
　　針對這樣的發(fā)展目標(biāo)，常教授向我們介紹實驗室在多晶硅提純技術(shù)、硅基薄膜太陽能電池材料、非硅基薄膜太陽能電池材料和光伏交直流、并離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究四個區(qū)域特色突出、穩(wěn)定的研究方向。實驗室通過對電弧爐爐體進行相關(guān)技術(shù)改造，使?fàn)t體溫度控制更為精確、均勻，采用這種改造的電弧爐電子束熔融法 可 以 去 除硼、磷等雜質(zhì)，使多晶硅樣品的 純 度 可 達(dá)99.999%，實現(xiàn)高純度和低能耗的太陽能級多晶硅提純技術(shù)，從而減少提純過程中環(huán)境污染與能耗，降低生產(chǎn)成本。
　　然而2010年之后，隨著多晶硅市場價格的大幅度降低（30美元/公斤）等原因，對多晶硅提純技術(shù)這一項目的研究提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，根據(jù)目前市場的需求及區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，實驗室逐漸由物理法提純技術(shù)轉(zhuǎn)向?qū)瘜W(xué)法生產(chǎn)多晶硅過程中產(chǎn)生的尾氣———SiCl4這一有毒的廢氣進行循環(huán)利用。實驗室采用鋅還原SiCl4來生產(chǎn)太陽能級多晶硅的技術(shù)工藝逐漸成熟，利用該技術(shù)對西門子法副產(chǎn)物SiCl4來循環(huán)利用生產(chǎn)太陽能級多晶硅，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中氣體的閉路循環(huán)，大大降低了生產(chǎn)成本和環(huán)境污染，具有重大的發(fā)展前景和現(xiàn)實意義。該項目已經(jīng)與北京京儀科技有限公司簽署合作協(xié)議，市場前景廣闊。
　　實驗室的成功運作及各項科研工作的開展，離不開學(xué)校的鼎力支持。常教授說：“學(xué)校對我們實驗室的發(fā)展熱切關(guān)注，投入了資金、人力、物力等多方的支持和援助。”在學(xué)校的支持下，近年來，實驗室先后投資1200萬元購置大型實驗儀器，并對實驗環(huán)境進行了改造。實驗室先后購置了美國Newport公司生產(chǎn)的太陽能電池測試儀、脈沖激光沉 積 鍍 膜 設(shè)備、掃描探針顯微鏡、激光切割機、德國真空手套箱、場發(fā)射掃描電子顯微鏡等高端一流的大型儀器。目前，這些儀器設(shè)備運行良好，為光伏技術(shù)研究工作的深入開展提供了良好的科研條件。
　　師生情誼·教學(xué)相長一個成功的實驗室，除了先進的設(shè)備、前沿的科技，更少不了優(yōu)秀的科研隊伍，作為實驗室里的研究者，蘇健也是實驗室發(fā)展的參與和見證者。蘇健是我校物理與電子工程學(xué)院一名研究生三年級的學(xué)生，研一的時候，除了上課他就開始進入實驗室學(xué)習(xí)儀器，之后就開始做自己的研究方向了。作為學(xué)生我們更關(guān)注的是這種技術(shù)的應(yīng)用，蘇健作為內(nèi)行人給我們講述起來：“如果說我們比較常見的應(yīng)用的話，那就是一種新型的U盤，傳統(tǒng)U盤是靠磁存儲，而新型的技術(shù)是利用快速的電極化誘導(dǎo)磁化，這樣會提高U盤的讀寫速度，為我們的學(xué)習(xí)工作提高了效率?！睂τ趯嶒灪涂萍嫉母惺茉谶@時候我們才會感到真切和實在。
　　科研上導(dǎo)師對學(xué)生們高指標(biāo)、嚴(yán)要求，為他們提供了寬松而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲协h(huán)境。蘇健接著說到：“導(dǎo)師通常把任務(wù)擺到我們面前，讓我們自己摸索，他不會干預(yù)我們的細(xì)節(jié)，更不會手把手地教我們，這個時候我們就需要做大量的調(diào)研，去盡可能了解這方面東西，然后針對這項實驗任務(wù)結(jié)合實驗室的儀器去周密地設(shè)計這個實驗，然后從實驗中去反復(fù)驗證，反復(fù)改進，直到探索出一個比較完備和成熟的實驗方法及實施的步驟。而在這個過程中也大大提高了我們獨立解決問題和獨立思考問題的能力，這對我的學(xué)習(xí)和科研工作起到了重大的影響，真心感謝導(dǎo)師對我們的教導(dǎo)。”
　　開放交流·取其精華科學(xué)無止境，交流無盡頭，實驗室的發(fā)展離不開開放兼容的科學(xué)精神。實驗室設(shè)立對外開放課題，聘請外來專家、學(xué)者短期來室指導(dǎo)工作，設(shè)立客座教授崗位，建立訪問學(xué)者制度，從經(jīng)費上鼓勵開展積極的國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)交流。目前已與美國加州大學(xué)、加拿大大略大學(xué)、英國BATH、南開大學(xué)、華北電力大學(xué)等國內(nèi)外多家科研院所建立了良好的學(xué)術(shù)交流和合作關(guān)系。實驗室還邀請英國 BATH大學(xué)的BORB教授、北京太陽能研究所趙玉文研究員、中國科學(xué)院電工研究所王文靜教授等國內(nèi)著名光伏專家來實驗室講學(xué)。實驗室平均每年10人次參加全國性學(xué)術(shù)會議，2-3人次參加國際性學(xué)術(shù)會議。這些學(xué)術(shù)交流活動，進一步推動了實驗室的建設(shè)與發(fā)展，提高了實驗室在國內(nèi)外的知名度和影響力，同時也提升了我?？蒲泄ぷ鞯恼w素質(zhì)和水平。
　　河南省光伏材料重點實驗室風(fēng)雨兼程走過了近四個年頭，秉承著師大人“尚誠樸、勤學(xué)問、重團結(jié)、養(yǎng)正氣”的優(yōu)良學(xué)風(fēng)。實驗室的師生刻苦科研、兢兢業(yè)業(yè)，發(fā)展與交流并重，他們將一并托起實驗室明天的驕陽，而師大也因為這些優(yōu)秀前沿的重點實驗室的發(fā)展而更加雄姿煥發(fā)，這必將是師大的宏偉藍(lán)圖上重濃墨彩的一筆！