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姚冀眾:跨越光伏領域的“死亡之谷” | 關注科學企業(yè)家

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新質生產力以科技創(chuàng)新為核心驅動力,浙江科學企業(yè)家們以科學家的執(zhí)著與企業(yè)家的銳度,成為鏈接科技與產業(yè)的關鍵力量。

省科協、浙報集團聯合省經信廳、省教育廳、省委金融辦、省工商聯、省發(fā)展規(guī)劃研究院、省國有資本公司聯合推出專題《領航新質生產力Ⅱ——2025浙江省科學企業(yè)家》,聚焦20位浙江省科學企業(yè)家,為科技企業(yè)創(chuàng)新生態(tài)樹立典范。他們的故事,是浙江科學企業(yè)家群體的縮影,更是浙江民營經濟向創(chuàng)新轉型的生動寫照。

今天推出的是破壟自主篇《姚冀眾:跨越光伏領域的“死亡之谷”》。

撰文 | 沈彬彬

編輯 | 王御潔

審核 | 潘盈盈

監(jiān)制 | 張遠帆

2015年,姚冀眾與兩位浙江大學同學回國創(chuàng)立纖納光電時,鈣鈦礦太陽能電池還只是一個“實驗室的玩具”。絕大多數人看不懂、不看好這項技術,學術界甚至普遍認為它“很難商業(yè)化”。

十年后的今天,纖納光電不僅已成為全球鈣鈦礦太陽能技術領域的領頭羊,占據50%以上的全球市場份額,還實現了該技術在全球的首次并網發(fā)電、首次應用于分布式和集中式電站、首次實現單層和疊層組件量產。

01

從微觀物理到創(chuàng)新決斷

姚冀眾的創(chuàng)業(yè)初心,根植于對光伏技術本質的深刻洞察。這位土生土長的杭州人,本科就讀于浙江大學光電系時,便與“光變電”技術結下不解之緣。2006年前后,光伏技術剛進入中國不久,尚處于早期探索階段,而當時日益凸顯的環(huán)境問題,讓姚冀眾敏銳意識到新能源技術的巨大潛力。

本科期間,他獲得了難得的深造機會——赴澳大利亞新南威爾士大學光伏學院進修兩年。這所學院是晶硅商業(yè)化光伏電池技術的發(fā)源地,讓他系統(tǒng)掌握了第一代光伏技術的核心邏輯。但真正影響他職業(yè)軌跡的,是博士階段的選擇。在倫敦帝國理工學院物理系攻讀博士時,他沒有追隨成熟的晶硅技術,而是將目光投向了2009年才首次應用于光伏領域的新材料——鈣鈦礦。

“當時鈣鈦礦技術剛在實驗室出現,全世界沒多少人關注,甚至2009年到2011年間幾乎沒人重復相關實驗?!币奖娀貞浀馈5l(fā)現了這項技術的驚人潛力:從2011年學術界正式投入研究,到2015年他博士畢業(yè)時,鈣鈦礦的實驗室轉換效率已從百分之幾飆升至15%以上。而傳統(tǒng)晶硅技術達到這一水平,足足用了二三十年。

更核心的突破來自物理本質的發(fā)現。光伏材料的關鍵指標“電子平均自由程”,決定了電子收集效率的高低。晶硅電池的電子平均自由程為100微米,但其電池厚度達150微米,部分電子會因無法到達收集端而損耗;而鈣鈦礦的電子平均自由程雖只有1微米,但其電池厚度僅0.3微米,電子收集效率幾乎能達到100%?!斑@是材料本身的先天優(yōu)勢,是無法通過工藝改進彌補的差距?!?/p>

這個微觀層面的發(fā)現,不僅讓他堅信鈣鈦礦的商業(yè)化潛力,更直接賦予了公司名字——“纖納”。“纖”代表千分之一毫米(微米),“納”代表納米,既象征著技術的微觀尺度,也承載著團隊對物理本質的敬畏與探索精神。2015年7月,姚冀眾說服了浙江大學同學顏步一、楊旸,三人一同回到杭州,在一片質疑聲中創(chuàng)立了纖納光電,開啟了鈣鈦礦技術產業(yè)化的征程。


02

十年跨越實驗室到市場

創(chuàng)業(yè)初期,纖納光電面臨的最大挑戰(zhàn),是如何將實驗室技術轉化為量產產品。當時學術界普遍認為,鈣鈦礦是“實驗室的玩具”,難以解決大面積生產的穩(wěn)定性、轉換效率和良品率問題。而姚冀眾團隊要做的,就是跨越這條從實驗室到市場的“死亡之谷”。

鈣鈦礦與傳統(tǒng)晶硅技術的核心差異,決定了其產業(yè)化的獨特路徑。傳統(tǒng)晶硅電池依賴半導體工業(yè)體系,原材料雖取自沙子,但生產過程需將二氧化硅加熱到1600度進行氧化還原反應,提純至6個9甚至7個9的單質硅,是高能耗、高污染的過程。且晶硅屬于間接帶隙半導體,理論效率極限低,難以通過疊層技術突破30%以上效率。

而鈣鈦礦是人工合成的有機-無機雜化材料,生產過程更像“印刷報紙”:將前驅體溶液印刷在玻璃上,干燥后即可發(fā)電。其吸光能力是晶硅的1萬倍,0.3微米的厚度就能達到150微米晶硅的吸光效果,生產能耗和材料利用率均優(yōu)化了兩個數量級,且可實現零排放生產。但這些優(yōu)勢的背后,是一系列工程化難題。

“實驗室里幾平方厘米的樣品做得好,不代表能做出平方米級的組件,更不代表能批量生產?!币奖娬f。團隊用了七年時間,逐一攻克核心技術瓶頸:2017年2月,成立僅一年多的纖納光電首次打破鈣鈦礦領域世界效率紀錄;此后累計14次刷新該紀錄,目前實驗室單層鈣鈦礦效率已接近27%,中試線效率達23.9%,被列入馬丁·格林《太陽能電池效率表》。

關鍵技術突破來自自主研發(fā)的“冷凍激光修復技術”和3D層流風場結晶工藝。前者通過控溫場和激光修復缺陷,提升薄膜結晶質量;后者則設計了全新的涂布和結晶方案,讓前驅體溶液均勻鋪展在玻璃介質上,實現定向結晶,解決了大面積生產的穩(wěn)定性和良品率問題。這一成果被發(fā)表在《Science》期刊上,成為中國企業(yè)作為獨立第一作者單位和通訊單位發(fā)表的首篇光伏領域《Science》論文,用數據回應了行業(yè)質疑。

產業(yè)化落地的里程碑接踵而至。2022年5月,纖納光電在衢州的100兆瓦鈣鈦礦量產線正式跑通,衢州市常務副市長及多家能源央企負責人見證了產品下線;同年12月,100千瓦鈣鈦礦組件在衢州某倉庫屋頂并網發(fā)電,成為全球首個并入國家電網的鈣鈦礦項目,標志著這項技術正式融入商業(yè)化能源體系。

2023年,團隊再攀高峰:完成全球首個水面鈣鈦礦電站,驗證了苛刻環(huán)境下的發(fā)電能力;與三峽集團合作,在內蒙古庫布其沙漠的國家大基地項目中應用1兆瓦鈣鈦礦電池,實現該技術在地面集中式電站的首次落地。2024年底,完成全球首次鈣鈦礦-晶硅疊層組件商業(yè)化出貨,量產轉換效率目前已達26.5%,超過市面上所有商用晶硅組件。

如今,纖納光電在衢州布局了5GW產能,一期1GW將于今明兩年達產,全部達產后年產值將達50億元。2022年以來,公司營收每年增長50%-100%,連續(xù)兩年全球市場占有率保持在55%左右,成為鈣鈦礦產業(yè)化的全球標桿。

03

生態(tài)共建的獨特之道

在姚冀眾看來,鈣鈦礦技術的產業(yè)化不是孤軍奮戰(zhàn),而是需要構建從人才、科研到產業(yè)鏈的完整生態(tài)。作為技術導向型企業(yè),纖納光電走出了一條獨具特色的產學研融合與人才培養(yǎng)之路。

公司的研發(fā)體系以自身為核心,同時與高校形成精準協作。“我們不搞‘交鑰匙工程’,而是給高校明確的研發(fā)目標,讓專家聚焦具體問題。”姚冀眾介紹。鈣鈦礦電池的晶體生長厚度僅0.3微米,界面層甚至只有10納米,其微觀表征需要透射電子顯微鏡等昂貴設備,公司便與浙江大學光電系、材料學院、高分子系等深度合作,由高校完成微觀機理研究,企業(yè)則專注于技術轉化。

這種“企業(yè)提需求、高校解難題”的模式高效務實。除了國家和省級重點研發(fā)計劃,纖納光電還直接投入資金,支持浙江大學等高校開展針對性研究。目前,公司已參與4項國家科技部重點研發(fā)計劃、5項浙江省科技廳重點研發(fā)計劃和浙江省領軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊項目,與浙江大學、浙江理工大學等建立了長期合作關系,形成了“基礎研究-技術開發(fā)-產業(yè)化應用”的閉環(huán)。

人才戰(zhàn)略上,纖納光電走出了一條“高價值轉化”之路。公司現有員工260余人,研發(fā)團隊占比達1/3-1/4,核心成員多為博士、碩士。他們尤其青睞“生化環(huán)材”等傳統(tǒng)“天坑專業(yè)”人才,通過與半導體技術結合,實現人才價值的大幅提升?!斑@些專業(yè)的人才具備扎實的基礎科研能力,只要契合光伏技術需求,就能發(fā)揮巨大作用,薪資水平也遠高于傳統(tǒng)行業(yè)。”

姚冀眾認為,吸引高端人才的核心不僅是薪酬,更是平臺與成長空間?!白顑?yōu)秀的人才追求的是行業(yè)地位和自我實現,良禽擇木而棲?!崩w納光電擁有國家能源局聯合申報的鈣鈦礦重點實驗室,14次打破世界紀錄的行業(yè)影響力,讓人才能夠在技術前沿實現價值。公司每年保持高額研發(fā)投入,技術迭代速度達每年1-2個百分點,為人才提供了持續(xù)成長的土壤。

產業(yè)鏈協同方面,纖納光電作為中游企業(yè),向上游帶動設備制造商、化工原材料供應商開發(fā)適配鈣鈦礦技術的新產品,向下游與三峽集團、京能集團、浙能集團等央國企深度綁定。這些合作伙伴不僅是客戶,更是產業(yè)生態(tài)的共建者——三峽集團等作為股東提供資金支持,在國家大基地項目中植入纖納產品;雙方聯合開展“揭榜掛帥”科研項目,共同解決應用端技術難題。

浙江的產業(yè)環(huán)境為這種協同提供了獨特優(yōu)勢。鈣鈦礦生產無高能耗、高污染環(huán)節(jié),契合浙江“能源緊張、土地昂貴”的省情,能夠在省內構建完整產業(yè)鏈。從上游的化工原材料(如巨化的溶劑、杭氧的特殊氣體)到下游的建筑光伏一體化應用,浙江完善的制造業(yè)基礎和營商環(huán)境,成為纖納光電快速發(fā)展的重要支撐。

04

未來是技術創(chuàng)新的外拓

站在“雙碳”戰(zhàn)略的時代背景下,姚冀眾對鈣鈦礦技術的未來有著清晰的認知?!皩崿F碳中和,光伏裝機量需占到全國能源裝機量的34%左右,發(fā)電量占比需達25%以上,而目前這一比例僅約10%,發(fā)展空間巨大?!彼J為,在所有“雙碳”技術中,光伏是轉換效率仍有大幅突破空間的領域,其發(fā)展成敗直接關系到“雙碳”戰(zhàn)略的推進速度。

作為第三代光伏技術的領航者,纖納光電的技術迭代是一場“馬拉松”而非“短跑”。目前,鈣鈦礦-晶硅疊層技術的理論效率極限達45%,而量產效率僅26.5%,實驗室效率約34%,仍有巨大提升空間。“按照每年1-2個百分點的提升速度,我們還有十幾二十年的技術深耕期。”姚冀眾預計,未來五年,鈣鈦礦技術將實現大規(guī)模應用,確立為光伏行業(yè)的核心發(fā)展方向。

對于技術開放,姚冀眾持包容態(tài)度。“如果技術開放能促進行業(yè)創(chuàng)新、打破內卷,我們不排除相關合作。”但他強調,核心前提是保障行業(yè)健康發(fā)展,避免無序競爭。這種格局,源于他對行業(yè)的深刻理解——光伏產業(yè)的未來,不是價格戰(zhàn)的內卷,而是技術創(chuàng)新的外拓。

作為浙江培育的科技型企業(yè)家,姚冀眾對浙江的產業(yè)發(fā)展有更高期待?!罢憬瓫]有沙戈荒,要在城市里做文章?!彼M磥砟軐⒏咝р}鈦礦技術與建筑、城市場景深度結合,打造獨具浙江特色的城市“雙碳”解決方案,讓光伏技術融入城市肌理。

回顧近十年創(chuàng)業(yè)路,姚冀眾用“十年磨一劍”概括,但這把劍仍在不斷鍛造。纖納光電的企業(yè)文化第一條便是“始終創(chuàng)新”,這也是他作為科學企業(yè)家的核心信念:“不要內卷,要往外卷,向技術要能力,用增量思維突破發(fā)展瓶頸?!?/p>

從實驗室的微觀探索到全球能源體系的重要組成,從三人創(chuàng)業(yè)團隊到行業(yè)領軍企業(yè),姚冀眾和纖納光電的故事,不僅是技術產業(yè)化的成功案例,更是浙江科技型企業(yè)家創(chuàng)新生態(tài)的生動寫照。在這場光伏技術的馬拉松中,他們正以堅定的步伐,向著更高效率、更低碳的未來奔跑,為中國新能源產業(yè)的全球競爭力注入持久動力。



《領航新質生產力Ⅱ》

這本書的緣起,是多個部門牽頭進行的浙江省科技型企業(yè)家選育工作;而它成稿之時,正逢“十五五”規(guī)劃開局,為浙江民營經濟高質量發(fā)展注入了新的底蘊。20位科學企業(yè)家的故事,正是浙江經濟新動能的生動注腳。隨著采訪的進行,“科學企業(yè)家”的共同特質逐步顯現出來:他們有科學家的執(zhí)著,求真求是、尊重創(chuàng)新;有企業(yè)家的敏銳,深入市場、洞察需求;有長期主義的定力,穿越周期、抵御誘惑;更有家國情懷的擔當,扎根浙江、服務國家。這些特質融入浙商的“四千精神”,形成了“鉆研千項技術、匯聚千方資源”的創(chuàng)新格局。

一本書所能承載的只是吉光片羽,浙江科學企業(yè)家的故事遠不止于此。這是浙商創(chuàng)業(yè)大軍的接力賽,而我們,也將繼續(xù)記錄這份堅守與突破,見證更多浙江科技企業(yè)家與時代同頻共振的精彩篇章。



來源:省科協學會部、科創(chuàng)之江

責編:葉 揚

美編:鄭娜莉

一審:何百岳

二審:方佳佳

三審:王陸軍

特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。

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