劉延可/圖


　　河南省光伏材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室已初具規(guī)模。實(shí)驗(yàn)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(jià)值2000多萬元的實(shí)驗(yàn)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(gè)穩(wěn)定的研究方向,實(shí)驗(yàn)室主任由我校特聘教授常方高博士擔(dān)任。
　　走進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(jī)電池快速充電；實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)如同智能機(jī)器人，自動(dòng)記錄太陽能電池板的運(yùn)作情況；每個(gè)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(dòng)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(shí)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(diǎn)發(fā)展·龍頭方向常教授指出：光伏實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展一方面緊跟時(shí)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(shí)驗(yàn)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(jìng)爭(zhēng)的加劇，市場(chǎng)份額會(huì)越來越集中于技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模較大、成本更低的廠商。因此實(shí)驗(yàn)室從建立之初就致力于努力開發(fā)出具有自主知識(shí)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(duì)這樣的發(fā)展目標(biāo)，常教授向我們介紹實(shí)驗(yàn)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(gè)區(qū)域特色突出、穩(wěn)定的研究方向。實(shí)驗(yàn)室通過對(duì)電弧爐爐體進(jìn)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(shí)現(xiàn)高純度和低能耗的太陽能級(jí)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(chǎng)價(jià)格的大幅度降低（30美元/公斤）等原因，對(duì)多晶硅提純技術(shù)這一項(xiàng)目的研究提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，根據(jù)目前市場(chǎng)的需求及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)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(jìn)行循環(huán)利用。實(shí)驗(yàn)室采用鋅還原SiCl4來生產(chǎn)太陽能級(jí)多晶硅的技術(shù)工藝逐漸成熟，利用該技術(shù)對(duì)西門子法副產(chǎn)物SiCl4來循環(huán)利用生產(chǎn)太陽能級(jí)多晶硅，實(shí)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(shí)意義。該項(xiàng)目已經(jīng)與北京京儀科技有限公司簽署合作協(xié)議，市場(chǎng)前景廣闊。
　　實(shí)驗(yàn)室的成功運(yùn)作及各項(xiàng)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(duì)我們實(shí)驗(yàn)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?！痹趯W(xué)校的支持下，近年來，實(shí)驗(yàn)室先后投資1200萬元購置大型實(shí)驗(yàn)儀器，并對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行了改造。實(shí)驗(yàn)室先后購置了美國Newport公司生產(chǎn)的太陽能電池測(cè)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(jī)、德國真空手套箱、場(chǎng)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(yùn)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(gè)成功的實(shí)驗(yàn)室，除了先進(jìn)的設(shè)備、前沿的科技，更少不了優(yōu)秀的科研隊(duì)伍，作為實(shí)驗(yàn)室里的研究者，蘇健也是實(shí)驗(yàn)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(jí)的學(xué)生，研一的時(shí)候，除了上課他就開始進(jìn)入實(shí)驗(yàn)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(chǔ)，而新型的技術(shù)是利用快速的電極化誘導(dǎo)磁化，這樣會(huì)提高U盤的讀寫速度，為我們的學(xué)習(xí)工作提高了效率。”對(duì)于實(shí)驗(yàn)和科技的感受在這時(shí)候我們才會(huì)感到真切和實(shí)在。
　　科研上導(dǎo)師對(duì)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(huì)干預(yù)我們的細(xì)節(jié)，更不會(huì)手把手地教我們，這個(gè)時(shí)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(duì)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的儀器去周密地設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后從實(shí)驗(yàn)中去反復(fù)驗(yàn)證，反復(fù)改進(jìn)，直到探索出一個(gè)比較完備和成熟的實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)施的步驟。而在這個(gè)過程中也大大提高了我們獨(dú)立解決問題和獨(dú)立思考問題的能力，這對(duì)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(duì)我們的教導(dǎo)?！?br>　　開放交流·取其精華科學(xué)無止境，交流無盡頭，實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展離不開開放兼容的科學(xué)精神。實(shí)驗(yàn)室設(shè)立對(duì)外開放課題，聘請(qǐng)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(fèi)上鼓勵(lì)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(shí)驗(yàn)室還邀請(qǐng)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(shí)驗(yàn)室講學(xué)。實(shí)驗(yàn)室平均每年10人次參加全國性學(xué)術(shù)會(huì)議，2-3人次參加國際性學(xué)術(shù)會(huì)議。這些學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，進(jìn)一步推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展，提高了實(shí)驗(yàn)室在國內(nèi)外的知名度和影響力，同時(shí)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室風(fēng)雨兼程走過了近四個(gè)年頭，秉承著師大人“尚誠樸、勤學(xué)問、重團(tuán)結(jié)、養(yǎng)正氣”的優(yōu)良學(xué)風(fēng)。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室明天的驕陽，而師大也因?yàn)檫@些優(yōu)秀前沿的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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！