当阳光照进科学：在UNSW光伏研究岁月与回国后的科研合作

来源：一道新能发布时间：2025-04-02 14:25:32

【编者按】宋登元博士是一道新能源科技股份有限公司首席技术官，博士毕业于澳大利亚新南威尔士大学马丁格林实验室，师从马丁格林教授。为纪念新南威尔士大学建校70周年与马丁格林教授光伏实验室建立50周年，撰写了如下回忆文章。

在悉尼新南威尔士大学(UNSW Sydney)迈入建校75周年征程之际，马丁格林教授的光伏实验室也已经建立50周年了，我不禁回顾起我的导师马丁格林教授和曾经并肩奋斗的光伏实验室同事们以及回国后与他们的科研合作，这些年马丁格林实验室在光伏领域所取得的令人瞩目的成就：从发明PERC到TOPCon电池的原始技术到产业化大规模应用，从多晶硅薄膜电池再到第三代量子点电池前瞻研究，马丁格林教授作为UNSW光伏研究中心的奠基人与领导者，用半个世纪的时间改写了人类光伏发展史，也为我国光伏产业界培养了一大批核心人才。

马丁格林教授

我与格林教授

从2000年到2009年，我先后在马丁格林实验室学习和工作，先后跟随马丁格林教授从事晶硅太阳电池、多晶硅薄膜太阳能电池和第3代量子点太阳电池的研究。实验室每一次周例会，每一次实验室学术报告，他都认真听取大家的实验结果，分析失败的原因，在科研关键节点上格林教授总能引导大家得出正确的判断。格林教授言传身教，用自己对光伏科研的执著影响着每一位研究人员，培养科学家应具备的一丝不苟科学精神，格林教授始终鼓励跨文化科研思维碰撞，这种理念让我们在光伏技术研究中突破传统思路，提出一个又一个新的科学发现。实验室汇聚了来自20余个国家的科研工作者和研究生，堪称全球光伏人才的”黄埔军校”。施正荣，赵建华，王艾华，张光春、戴熙民等成为早期中国光伏产业的推动者与建设者，支撑起中国光伏产业从无到有的快速发展。

宋登元获博士学位在实验室前的照片

UNSW能够跻身全球20强，离不开卓越教授马丁格林的开创性研究。他是全球光伏领域的权威专家和“世界太阳能之父”，也是我的博士导师和许多研究论文的共同作者。过去50年来，他和团队不断创造新的太阳能技术，研发出高性能、低成本的太阳电池解决方案。这些技术如今被全球90%以上的太阳能系统采用，在应对全球气候危机方面发挥了至关重要的作用。

原始技术的创新者

马丁格林教授与赵建华、王艾华博士带领团队在1983年发明了PERC电池技术，PERC太阳能电池的转换效率相对提高了50%以上，从1980年代初的16.5%提高到2000年代初的25%，创造了晶硅光伏发展里程碑式的成果。2017年PERC电池开始被大规模产业化，2021年PERC电池市场占比高达91.2%，成为全球安装量最高的光伏技术。马丁格林教授的另一个重大发明是在1981 年，他研发了第一个“TOPCon”原型电池，格林教授制造了隧道型MIS太阳电池，其中金属接触被掺杂多晶硅取代，使Voc提高到665mV，远高于当时最好的pn结太阳电池的Voc，这一发现构成了TOPCon电池工作的原始概念，目前TOPCon电池已经成为全球光伏产业的主流技术。马丁格林教授也为中国光伏产业发展做出了巨大贡献，并于2007年获得中国政府颁发的国家“友谊奖”，这是中国政府授予外国专家的最高荣誉。

马丁格林教授与他研发的25%效率PERC电池

与格林教授科研合作

马丁格林教授长期致力于推动光伏技术从实验室到产业的转化，他非常重视与中国光伏产业的合作。2009年我回国后加入中国光伏的骨干企业担任首席技术官，一直与UNSW和格林教授团队保持科研合作关系。我目前是一道新能的CTO，非常荣幸有机会再次与格林教授的实验室进行研究合作，一道新能参加了他领导的全铝背接触(BC)高效电池以及光伏实验室的基于单线态裂分多光子超高效太阳电池(SFOS)项目研发。SFOS电池理论最高效率可以超过40%，其结构是依托一道新能高效N型硅TOPCon电池结构，在电池表面叠加具有单重态裂变特性的新型光电转换薄膜材料，入射太阳光谱的高能量光子将材料中单重态激发转化为两个三重激发态，构成了一个激子倍增生成过程，使太阳电池的量子效率超过100%，从而实现太阳电池的宽光谱利用。该技术基础研究依托新南威尔士大学的理论研究优势，未来产业化研究结合一道新能的工程化能力，并推动其量产可行性验证。