编者按:为主动融入长江经济带、国家生态文明试验区等国家重大战略,积极服务省委加快打造“三大高地”、实施“五大战略”,更好助力九江市高质量发展,学校制定实施《九江学院服务九江经济社会发展三年行动计划(2024—2026年)》(服务九江经济社会发展20条),大力推进以科技服务领军团为引领的“十百千”社会服务工作体系,探索“科技团+县区”服务模式,推动“企业出题、高校解题”走深走实。今日,推出“服务九江高质量发展·典型案例⑤”为新一代高效光伏电池装上“国产心脏”。
异质结(HJT)电池作为新一代高效光伏电池技术,具备转换效率高、温度系数低、双面率高等显著优势,是光伏产业迭代升级的重要方向。然而,在迈向规模化制造的进程中,产线关键装备长期依赖进口,其高昂的成本、不稳定的性能以及“卡脖子”风险,成为制约我国光伏产业竞争力提升的突出瓶颈。面向这一产业痛点,九江学院理学院魏健宁院长牵头,周亮亮博士领衔,联合常章用、查代奉、杨伦伟、潮兴兵等博士组成核心攻关团队,与共青城江西汉可泛半导体技术有限公司组建产学研协同攻关团队,获批2023年九江市“揭榜挂帅”项目,向异质结太阳电池产线中的热丝化学气相沉积(CVD)真空腔体这一“国产心脏”发起冲锋。

图一 团队赴企合作交流留影
校企协同,构建攻关闭环
真正的创新,从来不是闭门造车。项目伊始,一条“产业需求牵引—关键技术攻关—装备样机验证—产线导入应用”的清晰路径便被确立。在这场跨越校企边界的接力中,九江学院充分发挥在材料科学、器件物理与光电测试等领域的科研基石作用,为攻关提供严谨的理论支撑;而企业则敞开真实的产线应用场景,依托深厚的工程制造能力,为科研成果搭建了从“书架”走向“货架”的快车道。这种优势互补的闭环协作机制,从源头上打破了科研与生产“两张皮”的现象,让每一次实验都精准对标产业落地的迫切需求,大幅缩短了成果转化周期。
精准发力,突破核心瓶颈
攻坚克难的战场,不在舒适的实验室,而在机器轰鸣的车间。面对热丝CVD真空腔体在极端环境下的稳定性、成膜精度一致性及良品率爬坡等核心难题,攻关过程中周亮亮博士还把铺盖卷搬到了企业,坚持将工程化指标作为检验真理的唯一标准。团队日夜鏖战,推动真空腔体结构与控制策略的协同优化,采用模块化设计大幅提升了系统的热工稳定性与批次生产的一致性;他们建立“工艺—装备—测试”一体化联动机制,用海量数据驱动装备与工艺的迭代,硬生生啃下了调试效率与良品率控制的硬骨头。最终,团队成功研制出的超大型真空腔体“国产心脏”(32 m)内表面粗糙度≥400目,外表面粗造度≥80目,腔室漏率≤1×10-9Pa•m3/s。面对大面积制备、长周期运行、批量一致性、维护成本高的产业化难题,一项项严苛的工程指标被逐一跨越,团队用汗水与智慧锻造出不仅“能用”,更“好用、耐用”的国产化重器。

图二 深入企业调研技术难点
赋能产业,激活发展动能
历经淬炼,硕果盈枝。围绕热丝CVD真空腔体这一核心装备,九江学院攻关团队持续向关键工艺“卡点”发力,成功突破薄壁水道高密封焊接、反光面板高精度微孔加工、腔体内表面超高洁净抛光等制造技术壁垒,实现了真空腔体核心部件从精密成形到高洁净处理的全流程自主可控。技术突破带来的,是企业竞争力的系统性重塑,项目经验收,估计成果初期可助合作企业降低生产成本4000万元,提升年销售收入1亿元,增加利润1000万元,并有效带动就业岗位增长。更重要的是,该成果精准对接江西省“1269”行动计划,以高端装备自主可控为支点,进一步增强光伏与半导体产业链供应链韧性,为九江打造具有区域辨识度的新能源产业集群注入了澎湃创新动能。从“揭榜挂帅”到技术攻关,从实验室突破到产业化应用,九江学院科研团队正以服务地方发展的生动实践,把科技成果转化在生产一线,把论文写在经济社会高质量发展的主战场上。

图三 各个关键节点攻克的实验图

图四 团队研发的终试产品及后续叠加的技术开发项目
此次核心重器的成功研发,是九江学院科技赋能地方发展的一个缩影,更是崭新的起点。面向未来,九江学院理学院将继续锚定地方重点产业链与企业关键技术需求,推动更多科研队伍走出“象牙塔”,扎根产业园区、深耕企业车间、直击生产一线。学院将持续深化“企业出题、高校解题、政府助题、市场阅卷”的政产学研协同创新机制,全面打通科技成果向核心产品、向规模产线、向广阔市场转化的“最后一公里”。以点带面,聚链成群,学校正致力于为九江新能源、高端装备、电子信息等战略性新兴产业提供源源不断的高水平科技供给,在助力九江经济社会高质量发展的宏阔征程中,持续激荡起澎湃不竭的创新动能。
理学院 科研处供稿
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