今頭條!華人首次!70歲的光伏伉儷獲得"工程界諾貝爾獎"
近日,70歲的華裔光伏專家趙建華和王艾華夫婦,因其出色的成就,榮膺"工程界諾貝爾獎"—伊麗莎白女王工程獎。10年來,華人科學家首次獲得了這一殊榮,標志著華人科學界的重大突破。
【資料圖】
"幾乎所有的國際知名獎項都是為了表彰那些在理論上取得重大成就的科學家,而鮮有頒布給工程技術人員的。"
近日,趙建華夫妻以70歲高齡的身份榮膺伊麗莎白女王工程獎,這一殊榮被譽為"工程界諾貝爾獎",令全球華人矚目。
趙建華和王艾華夫婦與澳大利亞新南威爾士大學的馬丁格林教授,以及澳大利亞國立大學的榮譽教授安德魯布萊克斯共同榮獲該獎項,以表彰他們對 PERC 太陽能電池技術的杰出貢獻,共同分享50萬英鎊獎金,折合人民幣415萬元。
師從光伏“教父”,“偶然”跨入光伏
1984年,29歲的趙建華在山東工業(yè)大學(后并入山東大學)擔任講師,一次偶然的機會,他獲取了山東省公費出國留學的名額,從此,他便開始了他的"求學之旅":他寫了20份申請信,分別寄給了世界各地的實驗室,以期獲得更多的知識和技能。
他在南京工學院本科時就開始研究微電子領域,因此他將10份申請信寄給了研究該領域的實驗室,在碩士階段,他將矛頭指向新興的光伏領域,因此又將10份申請信寄給了光伏領域的實驗室。
讓趙建華沒想到的是,最早向他伸出橄欖枝的人,不是別人,正是他曾經(jīng)在攻讀碩士時就追尋的澳大利亞新南威爾士大學的馬丁·格林教授。這種意外的接觸就像是生命中的一道驚喜,也讓趙建華有了更多的機會和更廣闊的發(fā)展空間。
這位馬丁·格林教授可是非同小可,被譽為光伏界的教父。教授帶領一群來自中國的學生,在實驗室里不斷探索晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換性能,以提升其應用前景;這些"門徒"們回國后,中國的光伏產(chǎn)業(yè)迅速崛起,發(fā)展迅猛。以馬丁·格林實驗室為輻射點,澳大利亞新南威爾士大學成了全球光伏的"黃埔軍校";其"門徒"支撐起中國光伏產(chǎn)業(yè)的半壁江山。當然,這都是后話。
讓時間再次回溯到39年前,隨著趙建華的到來,馬丁·格林教授也收獲了第一位中國博士。僅僅三個月的時間,這位來自中國的年輕人就創(chuàng)造了太陽能電池效率的全新紀錄,令全世界驚嘆不已。
1985年年末,趙建華將自己的妻子王艾華推薦給了馬丁·格林,她是他南京工學院的同學。這樣,王艾華成為了馬丁·格林的第二位中國博士生。這種緣分似乎是注定的,讓這對夫妻倆共同創(chuàng)造了輝煌的成就。
實驗條件簡陋,卻多次打破紀錄
上世紀八九十年代,做太陽能電池的圈子太小了,資金也嚴重不足。
當時,憑借"財大氣粗"和先進的設備,德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所和美國斯坦福大學微電子實驗室在光伏領域脫穎而出,成為全球矚目的焦點。此外,佐治亞理工學院、比利時微電子研究中心、德國康斯坦茨大學等也都擁有先進的集成電路實驗設備,為光伏技術的發(fā)展做出了重要貢獻。
然而,一次又一次打破硅太陽能電池效率世界紀錄,卻是實驗條件簡陋的新南威爾士大學高級硅光伏和光子學研究中心。
太陽能電池在當時屬于高新技術,需要使用昂貴的設備,而這些設備更新?lián)Q代非常快。而當時新南威爾士大學光伏實驗室的經(jīng)費非常有限,無法購買最新的設備。因此;當高端半導體企業(yè)更新設備時,老舊設備被送到庫房處理,而新南威爾士大學的光伏實驗室的人員則開始了他們的"淘寶之旅"——往往以5%、10%的價格購買這些被淘汰的設備。這種艱苦卓絕的精神,就像是一條逆流而上的鯉魚,闖出了一片光明的天地。
趙建華憑借這些設備,在1988年成功制備出了第一個高效的PERC電池,其效率達到了驚人的21.8%,這一成果在當時令人嘆為觀止。在之后的幾年里,趙、王夫婦繼續(xù)提高這一數(shù)值,并使得電池的成本降低了80%!
不只一個人曾問過他們:"你們是怎么做到的?"但可以肯定的是,他們的成功不是因為實驗室的高端設備。
趙建華曾表示,在他們攻讀博士期間,導師馬丁·格林只給了一個課題,其余的實驗設計、工作安排、目標實現(xiàn)都由他們自己來決定,這讓他們感受到了"自由的氛圍"。馬丁·格林不介意他們夫妻倆在實驗室中合作,也不在乎他們用中文交流,這在美國是不可想象的。此外,導師的遠見卓識也是關鍵。早在1983年,馬丁·格林教授就提出了PERC技術,這種技術可以將電池效率提高到25%以上。
當然,靠著"自由的氛圍"和導師的遠見還不足以成功。趙建華和王艾華一直"照著極限,優(yōu)化全部",精益求精地改善實驗室環(huán)境和設備,嚴謹精準地操作每一個步驟,從每個可能的角度進行優(yōu)化,詳細地分析和測量電池結果,并在理論的指導下不斷改進電池的設計,以此不斷創(chuàng)新和提高電池的效率。
到了1999年,他們的太陽能電池效率已經(jīng)接近25%,這幾乎接近了馬丁·格林的理論極限。面對這樣高的效率,他們并不知道下一步應該如何設計實驗來讓結果更好。唯一能做的,就是不斷地進行0.1%的改進嘗試。
在近30年的時間里,太陽能電池的記錄幾乎一直由新南威爾士實驗室創(chuàng)立。
放棄穩(wěn)定教職,毅然回國創(chuàng)業(yè)
趙建華和王艾華在時代步入20世紀后萌生了回國創(chuàng)業(yè)的念頭,這時夫婦二人在海外均已經(jīng)有了穩(wěn)定的工作。趙建華已是新南威爾士大學高級硅光伏和光子學研究中心的副主任、副教授,而王艾華則在該中心擔任研究員。但夫妻二人還是毅然選擇放棄國外安逸的生活,回到祖國投身新興的光伏領域。
這個決定并非易如反掌,但馬丁·格林對學生的離職給予了理解和支持,這種寬容讓趙建華和王艾華感激不盡。在告別宴上,澳洲實驗室的一位同事發(fā)出了"一個時代結束了!"的感慨。這確實一語成讖,因為在趙建華和王艾華離開后,新南威爾士大學的太陽能電池項目很快陷入了停滯。
而回國后,僅僅三年時間,他們在南京創(chuàng)辦的中電光伏就成功在美國納斯達克上市,并且在同一年中國光伏一躍成為世界第一!
趙-王夫婦于40余載前一時興起,踏入光伏工程的門檻,而后一次又一次地躍過晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的大門。在獲得新南威爾士大學的穩(wěn)定教職后,他們卻毅然拋棄舒適的環(huán)境,揚帆回國,創(chuàng)業(yè)于中國光伏起步之時。他們經(jīng)歷了雄踞世界之巔的太陽能電池效率、美國納斯達克敲鐘上市的春風得意,亦歷經(jīng)數(shù)次挫折與至暗低谷。他們的創(chuàng)業(yè)歷程并不是簡單的成功或失敗,而是一個充滿波折和曲折的傳奇故事。
趙建華、王艾華夫婦曾這樣總結他們40余載的光伏之旅:“都是偶然性湊到一起。不過,人生機遇,多是一步一步走出來的?!?/p>
這對夫婦的人生故事,不僅充滿挑戰(zhàn)和冒險,更展現(xiàn)了早年光伏開拓者的勇氣和決心。
(圖片來源:veer圖庫)
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