我國擁有的化石能源總量約占世界能源總量的十分之一，但是人均能源可采儲量遠(yuǎn)低于世界平均水平，能源供給長期受制于他人，我國的能源安全受到嚴(yán)重威脅。在習(xí)近平總書記提出的四個革命、一個合作能源安全新戰(zhàn)略指引下，我國能源轉(zhuǎn)型發(fā)展和產(chǎn)供儲銷體系建設(shè)深度發(fā)展，同時新能源的開發(fā)利用得到積極推進(jìn)，保障國家能源安全。近年來，太陽能的開發(fā)利用成為我國關(guān)注的重點，我國光伏發(fā)電技術(shù)取得了較大進(jìn)步，光伏產(chǎn)品產(chǎn)量和裝機(jī)量迅速占據(jù)世界首位，成為光伏制造和應(yīng)用大國。但是我國光伏行業(yè)依舊面臨諸如國內(nèi)具有國際互認(rèn)地位的計量校準(zhǔn)測試機(jī)構(gòu)少、光伏專業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)制定話語權(quán)不足、高端測量儀器儀表受制于西方發(fā)達(dá)國家等問題。
　　
      隨著我國光伏行業(yè)技術(shù)和實力的不斷提升，在獲得世界互認(rèn)的一流測量能力、加強(qiáng)國際和國內(nèi)技術(shù)交流和服務(wù)拓展、主導(dǎo)制定世界通用光伏標(biāo)準(zhǔn)和填補(bǔ)高端設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)空白等方面是我們應(yīng)該大力推進(jìn)的工作。下文就國家光伏產(chǎn)業(yè)計量校準(zhǔn)測試中心在上述幾個方面的工作進(jìn)行介紹。
 
一、太陽電池測量實驗室獲得世界互認(rèn)
　　光伏中心近年來為各光伏生產(chǎn)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高校研發(fā)的新型高效太陽電池提供了700余次準(zhǔn)確可靠的測量服務(wù)（見表 1），為相關(guān)企業(yè)和單位的光伏器件研發(fā)提供了全面可靠的測量數(shù)據(jù)。其中，為光伏之父澳洲新南威爾士大學(xué)馬丁  格林教授研究團(tuán)隊提供光電轉(zhuǎn)換效率認(rèn)證5次，為其團(tuán)隊成員回國后研發(fā)的光伏器件提供光電轉(zhuǎn)換效率認(rèn)證8次，測量結(jié)果均發(fā)表在各種權(quán)威期刊上，獲得光伏行業(yè)的一致認(rèn)可。

     

      經(jīng)過近年來的努力，光伏中心近日成為國際光伏權(quán)威刊物Solar Cell Efficiency Tables認(rèn)可的實驗室之一（見圖1），與德國 Fraunhofer ISE、美國NREL、歐洲ESTI 聯(lián)合實驗室、日本AIST等國際知名實驗室并肩。Solar Cell Efficiency Tables由世界知名學(xué)術(shù)出版社Wiley 定期出版，刊登世界上各種類型光伏器件的光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄的新進(jìn)展，為業(yè)界唯一認(rèn)可的光伏器件光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄發(fā)布平臺，且僅刊登被該刊物認(rèn)可的實驗室測量的數(shù)據(jù)，因此獲得其認(rèn)可具有崇高的行業(yè)地位。此次光伏中心被認(rèn)可，是中國實驗室零的突破，打破了外國一流實驗室的壟斷，光伏中心將來將肩負(fù)更重大的太陽電池測量和測量技術(shù)發(fā)展任務(wù)，為我國光伏技術(shù)發(fā)展提供更強(qiáng)有力的保障。

二、加強(qiáng)國內(nèi)外技術(shù)交流和服務(wù)拓展
（一）積極參與國際與地區(qū)交流在2015年和2019年，光伏中心先后兩次通過櫻花計劃赴日本 AIST（產(chǎn)綜研）進(jìn)行共同研究。在世界一流光伏計量校準(zhǔn)測試實驗室里，我們的技術(shù)骨干體驗到了在光伏測量各個分量均做到極致的研究風(fēng)格以及對研究方向的牢固把握，這對提升光伏中心的技術(shù)和研究水平深有裨益。以此共同研究為基礎(chǔ)，光伏中心參加了兩次亞太區(qū)域的 WPVS 一級標(biāo)準(zhǔn)電池的比對，均獲得滿意的結(jié)果，確認(rèn)了光伏中心在光伏計量檢測技術(shù)上達(dá)到國際一流水平，進(jìn)一步推動了我國光伏計量檢測技術(shù)的發(fā)展。　光伏中心近5年來先后派出４批共７人次前往臺灣工研院進(jìn)行6至12周的研修，深入了解該機(jī)構(gòu)從太陽電池、光伏組件到分布式電站幾個方面具備的獨特和先進(jìn)的光伏測量技術(shù)，這為光伏中心后續(xù)進(jìn)行制定國際光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、兩岸共通標(biāo)準(zhǔn)以及研制新一代光伏專用測量設(shè)備等奠定了堅實基礎(chǔ)。

     

（二）服務(wù) 一帶一路沿線國家
　　光伏中心不畏艱辛，勇于進(jìn)取，將服務(wù)范圍拓展到北非阿爾及利亞、土耳其、印度、馬來西亞、越南和韓國等國家。近年來中心出國提供技術(shù)服務(wù)近 40 人次，解決了當(dāng)?shù)毓夥P(guān)鍵參數(shù)無法量傳的難題，為我國專用測量設(shè)備、測量技術(shù)和測量標(biāo)準(zhǔn)走出國門先行先試，同時也開拓了光伏國際合作的新路子。
　　在服務(wù)一帶一路 沿線國家過程中，光伏中心與世界知名學(xué)府新加坡國立大學(xué)以及巴基斯坦旁遮普大學(xué)建立了良好合作關(guān)系，3家單位聯(lián)合申請了新能源一帶一路聯(lián)合共建實驗室并獲批，以及提交了聯(lián)合國佩羅基金申請書。上述合作將積極推動我國與一帶一路沿線國家在光伏計量校準(zhǔn)測試方面的合作與發(fā)展，更重要的是可為我國優(yōu)勢光伏研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品和設(shè)備向一帶一路沿線國家走出去提供了優(yōu)質(zhì)便利的平臺，為我國一帶一路倡議做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

     

（三） 積極拓展國內(nèi)服務(wù)范圍
      2020年上半年我國生產(chǎn)建設(shè)雖然受到疫情的負(fù)面影響，光伏行業(yè)仍持續(xù)保持堅挺增長勢頭，隆基樂葉、天合光能和正泰太陽能等世界一流光伏企業(yè)仍持續(xù)大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。光伏中心與光伏產(chǎn)業(yè)一同經(jīng)受住了疫情的考驗，在確保防疫工作萬無一失的基礎(chǔ)上，于3 月中旬率先為全國范圍內(nèi)的輕度疫情區(qū)域的復(fù)工復(fù)產(chǎn)光伏企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)，3月至11 月為160多家光伏企業(yè)提供計量校準(zhǔn)服務(wù)超過250次，測量評估設(shè)備超過1500臺件，相比 2019年前11個月增長逾20%。近幾年，光伏中心國內(nèi)服務(wù)足跡遍布江蘇、浙江、江西、山東、廣東、廣西、陜西、青海、福建、湖北、湖南、四川、河北、天津、重慶等 23 個省市自治區(qū)，服務(wù)超過 200 家光伏企業(yè)，業(yè)務(wù)覆蓋率超過 70%。

     

（四） 積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作　　
      2020年年初，光伏中心與福建鈞石能源有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議并共同參與先進(jìn)光伏國家工程研究中心的申報。2020年11月，光伏中心與福州大學(xué)以及福建江夏學(xué)院合作申報了福建省高校產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新項目。上述產(chǎn)學(xué)研合作將共同研發(fā)新型高效太陽電池的先進(jìn)制備工藝、長期穩(wěn)定性機(jī)理研究和測量評估方法，同時將充分利用福建省計量科學(xué)研究院已具備的福建省級成果轉(zhuǎn)化平臺積極將該項目的科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。我們期待合作團(tuán)隊在測量方法研發(fā)與光伏新產(chǎn)品研發(fā)緊密配套，共同向產(chǎn)業(yè)輸出先進(jìn)制造和測量技術(shù)，持續(xù)引導(dǎo)高校人才加入光伏產(chǎn)業(yè)和光伏中心的共贏局面。
 
三、主導(dǎo)制定世界通用的光伏標(biāo)準(zhǔn)
　　光伏中心深知標(biāo)準(zhǔn)制定的重要性，常年參加IEC/TC82、SEMI、TC203等標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)化活動。近年來光伏中心主編了2項SEMI國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1項國家標(biāo)準(zhǔn)，1項光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1項光伏團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，3項海峽兩岸共通標(biāo)準(zhǔn)，參編了11項 SEMI 國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并長期通過 TC203和 TC90 為數(shù)十項 IEC 標(biāo)準(zhǔn)草案提供修改意見。　　在主導(dǎo)制定兩項 SEMI 國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)過程中，光伏中心的技術(shù)骨干獲得了寶貴的國際溝通交流和能力鍛煉的機(jī)會。SEMI 光伏標(biāo)準(zhǔn)化組織成員均為各大國際光伏企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)和第三方測量認(rèn)證機(jī)構(gòu)的知名專家，中心在每次標(biāo)準(zhǔn)工作組會議和標(biāo)準(zhǔn)審定會均要拿出扎實的理論基礎(chǔ)、試驗數(shù)據(jù)和中英雙語標(biāo)準(zhǔn)文本，方可保證討論的順利進(jìn)行。光伏中心技術(shù)骨干還必須向全球光伏專家提出的修改或反對意見逐一有理有據(jù)地進(jìn)行解釋、說服或進(jìn)行合理修改，保證全球投票沒有反對票，標(biāo)準(zhǔn)方可全球發(fā)布。因此，我們深刻意識到標(biāo)準(zhǔn)制定的過程不單是技術(shù)的角力，還是為我國光伏行業(yè)爭奪國際話語權(quán)，這極大地鍛煉了光伏中心的國際交流能力，提升了光伏中心在國際光伏行業(yè)中的影響力，也加深了國外光伏專家對中國光伏科技人員的了解和認(rèn)可。四、 填補(bǔ)高端設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)空白
 
      一直以來我國在光伏高端測量領(lǐng)域的研發(fā)能力還比較弱，高端設(shè)備幾乎都依賴進(jìn)口，但經(jīng)過國產(chǎn)設(shè)備制造商的不懈努力，我國在電池片、光伏組件發(fā)電功率測量的重要設(shè)備光伏組件功率測量儀和電池片功率分選機(jī)獲得了突破，國產(chǎn)化替代率不斷提高。然而用于表征這兩種關(guān)鍵設(shè)備性能的光譜儀以及測量新型太陽電池的必備的測量平臺仍依賴進(jìn)口定制，且技術(shù)更新速度緩慢，嚴(yán)重制約新型光伏產(chǎn)品制備技術(shù)的發(fā)展?！　?br/> 
      光伏中心利用常年參與IEC標(biāo)準(zhǔn)草案討論的優(yōu)勢， 在IEC60904-9第三版草案討論 階段就針對相關(guān)技術(shù)條款的要求，成功研發(fā)了高速寬光譜光譜儀。該設(shè)備具備高速觸發(fā)、寬光譜測量、觸摸屏控制界面和便于運輸操作等優(yōu)點，完全滿足 IEC 標(biāo)準(zhǔn)的測量要求，打破了歐美日進(jìn)口產(chǎn)品的壟斷，且測量效率大幅提高，目前已在主流太陽電池片和光伏組件功率測量設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)和知名光伏制造企業(yè)實驗室得到應(yīng)用，得到用戶一致好評?！　?br/> 
      基于多年太陽電池測量經(jīng)驗和測量方法研發(fā)基礎(chǔ)，光伏中心成功研發(fā)出配套超大面積多主柵高效太陽電池、背電極太陽電池和雙面太陽電池等新型高效太陽電池的測量平臺，完善地解決了新型高效太陽電池的轉(zhuǎn)換效率、最大發(fā)電功率、短路電流、開路電壓等關(guān)鍵電性能參數(shù)測量的接觸和溫控難題，近兩年來長期為多家世界排名前十的光伏生產(chǎn)企業(yè)提供了相應(yīng)的測量和效率認(rèn)證服務(wù)，為其解決了無法準(zhǔn)確測量新型太陽電池最大發(fā)電功率從而影響定價的困境，對我國光伏生產(chǎn)研發(fā)技術(shù)的發(fā)展和保障企業(yè)貿(mào)易權(quán)益起到關(guān)鍵作用。此外，我國光伏企業(yè)從今以后無需費時費力地將新型太陽電池樣品送往國外測量認(rèn)證機(jī)構(gòu)，在國內(nèi)即可得到世界互認(rèn)的太陽電池關(guān)鍵參數(shù)的測量和認(rèn)證服務(wù)。

     

五、產(chǎn)業(yè)計量服務(wù)光伏產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國
      隨著光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的實現(xiàn)，光伏發(fā)電已經(jīng)完成了從補(bǔ)充性能源向替代性能源的轉(zhuǎn)化，我們應(yīng)當(dāng)相信光伏發(fā)電是綠色環(huán)保、可永續(xù)利用的重要發(fā)展方向。我國也在大力推廣應(yīng)用集中式和分布式電站，尤其是國家發(fā)改委近期制定全國統(tǒng)一的太陽能光伏發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價，使國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)鏈與電網(wǎng)運營方之間有了共贏互利的基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)利益紐帶，因此光伏產(chǎn)業(yè)必將進(jìn)一步發(fā)展，而這必然需要計量校準(zhǔn)測試提供基礎(chǔ)保障?！　?br/> 
      光伏中心的計量校準(zhǔn)測試技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展的上升期，面對的競爭對手是具有多年先發(fā)優(yōu)勢的國際強(qiáng)手，但我們相信只要保持開放進(jìn)取、緊貼產(chǎn)業(yè)需求、持續(xù)學(xué)習(xí)的精神和做法，與光伏制造商、科研機(jī)構(gòu)和國際同行同心協(xié)力，保持緊密聯(lián)系和溝通，光伏中心就一定能攻堅克難，持續(xù)完善我國光伏量值溯源體系，不斷提升針對原材料、新型光伏器件、光伏組件到光伏電站的全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期計量校準(zhǔn)測試技術(shù)水平，引領(lǐng)光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展、共贏互利，最終推動我國成為研發(fā)、生產(chǎn)、裝機(jī)、集成、測試表征和認(rèn)證全方位達(dá)到世界一流水平的光伏產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國。
作者：福建省計量科學(xué)研究院（國家光伏產(chǎn)業(yè)計量測試中心） 楊愛軍 黎健生