湖北光谷实验室： 拇指大小太阳能电池器件威力

华中科技大学韩宏伟教授介绍钙钛矿太阳能电池。长江日报记者施政 摄

全球首台人体临床数字PET装机。

2020年国家中心城市指标报告中，武汉科技中心指数排名第三，仅次于北京和上海。打造国家科技创新中心，武汉有着独特优势。

在18日举行的湖北省科学技术奖励大会上，首批7个湖北实验室集中揭牌。其中，由武汉大学、华中科技大学、华中农业大学3所在汉高校牵头组建的珞珈实验室、光谷实验室和洪山实验室，成为空天科技、光电科学、生物育种等相关领域的重要支撑。

日前，长江日报记者探访光谷实验室，切身感受科技创新发展的“武汉力量”。

■ 把太阳能“印刷”成电能

“这块小小的电池，比目前市场上的太阳能电池更廉价、更高效，有望引发相关领域的能源革命。”22日，华中科技大学韩宏伟教授举着手中拇指大小的钙钛矿太阳能电池器件，向记者介绍。

高效钙钛矿太阳能电池是湖北光谷实验室组建后的四大任务之一。多年来，韩宏伟教授团队在这一领域潜心研究，已经取得了开创性的成果，未来潜力巨大。

在武汉光电国家研究中心介观太阳能电池及光电器件实验室内，韩宏伟教授指着一块长2.5厘米、宽2厘米的实验器件说：“这是一块导电玻璃，我们通过印刷的工艺在上面逐层‘刷'上像牙膏一样的纳米材料浆料，第一层是二氧化钛，第二层是二氧化锆，第三层黑色的物质是碳电极，之后再将钙钛矿材料填充其中，就可以用来发电。成本很低，也很容易制备，器件结构我们拥有自主知识产权。”

据了解，钙钛矿太阳能电池器比传统太阳能转化方式更高效、更便宜，被认为是最有发展前景的第三代太阳能光伏电池。2014年，韩宏伟教授团队在国际上首次报道了光照稳定的钙钛矿太阳能电池，相关研究成果发表在国际顶级刊物《科学》杂志上。目前已研制出3600平方厘米的器件，并在湖北省鄂州市建立了示范性电站，自2020年8月以来已持续发了1900多度电。

“我们想用更廉价的方式来制造光伏电池，实现太阳能发电，这样的话我们的用电成本将大大降低，有利于我们实现碳中和的目标，同时也保障了我国的能源安全。”

20日，在湖北省加快科技强省建设新闻发布会上，中国工程院院士、华中科技大学党委书记、湖北光谷实验室主任邵新宇表示，光谷实验室要为做大做强我国的光电信息产业，打造湖北武汉“光芯屏端网”及大健康万亿级产业集群提供战略支撑，助力“中国光谷”成为“世界光谷”。

对于光谷实验室成立，韩宏伟感到十分高兴，“光谷实验室旗帜明确提出发展高效钙钛矿太阳能电池，这对我们来说是极大的鼓舞，能促进我们的基础研究向更高层次发展，同时也会加速技术落地和产业化发展”。

■ 全数字PET为癌症“预警”

高端医疗影像装备同样是光谷实验室四大任务之一。“国内高端医疗影像装备主要依赖于进口”，光谷实验室常务副主任周军介绍，实验室研制的全数字PET、超灵敏核磁共振、共聚焦内窥镜等高端医疗影像装备有望打破国外企业的垄断。实验室发明的显微光学切片断层成像仪是当前脑科学研究亟需的最前沿技术之一，在国际上实现了引领。

PET是正电子发射断层成像的简称，是当今尖端的分子医学影像技术，在恶性肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等重大疾病早期诊断、疗效评估等方面具有极大应用价值。“全数字PET”概念是华中科技大学谢庆国教授团队于2004年提出的，历经10余年发展已形成完整技术体系。在此基础上研发的临床全数字PET/CT装备，可精准检测到最小尺寸病灶，大幅提前癌症发现时间。2019年5月，临床全数字PET/CT获批中国医疗器械注册证，标志着自主原创的全数字PET正式进入市场。“大健康是未来非常重要的一个产业，湖北有这方面的优势。华中科技大学本来就是工医见长，依托我们的大工程大材料，可以很好地服务大健康。”

■ 参与全球竞争的“国家队”

邵新宇介绍，华中科技大学从2003年开始联合科研院所、企业筹建武汉光电国家实验室，2017年科技部批准组建武汉光电国家研究中心，是目前全国仅有的6个国家研究中心之一。已具备雄厚的基础和很好的条件，可以说站在了光电信息领域的“高地”上。这次，光谷实验室进一步整合了湖北光电信息领域的优势平台、优势学科、优势人才、优势产业，采取“1+N”的组织模式，依托华中科技大学，联合优势科研机构和企业共同建设，形成“核心+联盟+生态圈”的创新格局，体现了优势整合、特色突出的发展战略。

文章来源：《太阳能学报》 网址: http://www.tynxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0226/637.html