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中科院院士、中科院半導體研究所研究員王占國
從1958年中國開始研制第一片晶體硅光伏電池以來,到現在已走過半個多世紀。光伏專家、上海交通大學太陽能研究所所長崔容強告訴記者:“中國的太陽能電池也經歷了從無到有、從空間到地面、由軍到民、由小到大、由單品種到多品種以及光電轉換效率由低到高的艱難而輝煌的歷程。”
據統計,從2002年至今,中國太陽能電池產量猛增了77倍。2008年,我國太陽能電池產量約占世界總產量的三分之一,連續兩年成為世界第一大太陽能電池生產國。
1839年法國物理學家貝克勒爾首次發現光伏效應;1954年美國貝爾實驗室制成第一個單晶硅太陽能電池;1983年美國在加州建立了當時世界上最大的太陽能電廠……人類從來未曾停止過追逐太陽的步伐。

1969年研制完成硅太陽能電池組
1958,我國研制出了首塊硅單晶
中科院院士、中科院半導體研究所研究員王占國對記者說:“美國1957年左右拉出了首塊硅單晶,我國1958年也研制出了首塊硅單晶,隨后,中科院物理新成立的半導體研究室正式開始研發太陽能電池。”
最初,研發出的電池主要用于空間領域。從1958年到1965年間,半導體所研制出的PN結電池效率突飛猛進,10×20mm電池效率穩定在15%,同國際水平相差不大。
1968年至1969年底,半導體所承擔了為“實踐1號衛星”研制和生產硅太陽能電池板的任務。在研究中,研究人員發現,P+/N硅單片太陽電池在空間中運行時會遭遇電子輻射,造成電池衰減,使電池無法長時間在空間運行。
于是,包括王占國在內的6人小組開始進行人造衛星用硅太陽電池輻照效應研究,實驗過程中,由于技術不成熟、設備落后,致使王占國的右手嚴重電子灼傷,從此他一直飽受痛苦,直到1978年夏天進行植皮手術才有所緩解。記者注意到,王占國院士右手手背上有一些黑色的褶皺,這正是老一輩科學家殫精竭慮獻身科學的印記。
經過刻苦攻關,實驗結果給研究人員帶來巨大驚喜。王占國院士介紹,NP結硅太陽電池抗電子輻照的能力比PN結硅電池大幾十倍!隨后,半導體所做出了將硅PN電池改為NP定型投產的決定,生產出了5690片NP結硅太陽電池,其中達到空間應用要求的成品3350片,圓滿完成了“實踐1號”衛星用太陽能電池板的研制、生產任務。1971年實踐1號發射升空,在8年的壽命期內,太陽電池功率衰降不到15%,該項目在1978年全國科學大會上獲重大成果獎。
1969年,半導體所停止了硅太陽電池研發,隨后,天津18所為東方紅二號、三號、四號系列地球同步軌道衛星研制生產太陽電池陣。
王占國院士說:“70年代末,我國與國際同期開展了砷化鎵太陽能電池研究,該電池具有很高的光發射和光吸收系數,1999年,2×2cm2電池的轉換效率達22%。”
1975年寧波、開封先后成立太陽電池廠,電池制造工藝模仿早期生產空間電池的工藝,太陽能電池的應用開始從空間降落到地面。
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