院士訪談｜黃春輝：如何推動基礎研究和實際應用更好地結合

黃春輝

• 無機化學家。
• 1933年5月4日生於河北邢臺，籍貫江西吉安。1955年畢業於北京大學化學系。北京大學化學學院教授及復旦大學先進材料實驗室教授。
• 主要研究領域是稀土配位化學和分子基功能膜材料。前者內容涉及到稀土元素的萃取分離、稀土配合物的分子設計、合成、結構及性質研究，特別是稀土配合物的光致發光及電致發光性質的研究。在分子基功能材料的研究中，將二階非線性光學材料分子設計的原理引入到光電轉化材料的設計中，發現了兩者在構效關係上的相關性，開發了一類新的光電轉化材料。著有《稀土配位化學》、《光電功能超薄膜》和《有機電致發材料與器件導論》等。曾獲國家自然科學獎二等獎等。
• 2001年當選為中國科學院院士。

作者黃曉豔與黃春輝院士（左）合影 攝影／張琨

• 2019年，中國光伏產業開始實現由補貼推動向平價推動的轉變。儘管在政策調整下，整體光伏市場有所下滑，但受益於海外市場的增長，我國光伏產業規模穩步擴大、技術創新不斷推進、出口增速不斷提升。2020年，我國光伏市場將保持向好態勢發展。
  　　關於未來光伏技術的發展先機及實際應用中存在的問題，黃春輝院士早年在接受《高科技與產業化》專訪時，就給出了自己的建議和思考，並提出如何推動基礎研究和實際應用更好地結合。

• 黃曉豔是中關村跨界創新聯盟院士專家委員會秘書長。

• 黃曉豔：您認為光伏技術未來的發展方向是什麼?關於第三代光伏技術，您是如何定義的?

• 黃春輝：關於第一代、第二代、第三代光伏電池的定義，現在有很多說法。對於矽電池來講，把單晶矽電池作為第一代，多晶矽電池作為第二代，納米結構太陽電池為第三代, 進一步降低太陽電池成本。我更習慣按材料來劃分，可分為無機電池、有機電池和雜化電池。像矽和銅銦鎵硒都屬於無機電池。雜化電池的成分比較多樣，既有有機物，又有無機物，可各取二者之所長。
  　　目前研究最多的是雜化電池。從目前市場使用的角度來看，無機電池還是現在的主流。無機的優點是比較穩定，因此航天上使用的太陽能電池一般都是無機電池。你可以回憶一下電視播放的衛星上天的鏡頭，上天后衛星張開兩個翅膀，這兩個翅膀就是太陽能電池板。另外無機電池的轉化率比較高，晶矽電池的轉化率能達到或超過20%。缺點是價格比較貴。
  　　既然無機電池的成本居高不下，那麼如何降低成本，使其可以進一步普及?科研人員一方面在降低成本下功夫，另外也在其他方面想辦法，特別是採用雜化材料的方面，引入有機材料。有機材料結構多變，選擇空間很大，但有機物本身也存在沒有無機物穩定及導電性較差的問題，加入有機材料後轉化率會下降，目前最好的雜化電池轉化率大約在6%～8%左右。
  　　純粹的有機電池成本可以進一步降低，或者與雜化電池持平，其轉化率也在6%～8%左右。我認為，雜化電池和有機電池是未來的發展方向，但是距離應用還有很長的路要走。其實，8%～10%的轉化率已經可以滿足實際應用了，但穩定性不夠好是致命問題。只要成本降下來，有一定的穩定性也是可以的，過幾年換一批電池也是可行的。就像一臺電視機的壽命能達到十幾年，但實際上，電視機的更新換代很快，在沒用壞之前我們可能已經換新的了。只要雜化電池和有機電池的性價比更高，相信即使壽命不如無機電池，也能為大家所接受。

• 黃曉豔：中國應如何搶佔未來光伏技術的發展先機?

• 黃春輝：我認為找到更好的雜化材料是我們現在主要的努力方向。雜化的道路很多，方向很廣，可使用的材料也很多，可以通過各種途徑去實現，因此對於雜化的研究是各顯神通，相信未來會在找到比較合適的結構和材料上有突破。
  　　合適的結構和材料如何界定呢?我認為第一，要穩定，能夠穩定地進行光電轉化;第二，要達到一定的效率，這樣才能應用到實際生活中；第三，成本要降低，要讓老百姓用得起，才能推廣開來。即使沒有矽的使用壽命長，只要性價比高，同樣可以考慮。

• 黃曉豔：隨著美國「雙反」，歐洲「雙反」的到來，光伏產業的發展步入低谷。您認為目前光伏產業最大的問題是什麼?

• 黃春輝：現在一說到光伏產業，往往會提到「產能過剩」。我認為，並不存在產能過剩的問題，而是價格太高，老百姓用不起。比起熱發電和水力發電，太陽能發電的價格高，老百姓自然不願意用貴的，只有價格下降，國內市場才能打開。
  　　對於中國光伏企業來說，更致命的問題是「兩頭在外」。幾年前我在上海開會，會上有一些光伏企業的老總，我問他們：做光伏電池賺錢嗎?他們說賺錢。我問怎麼賺呢?他們說，因為中國的高純度矽提取技術還不過關，所以都是從國外購買單晶矽，我們負責切片、組裝等，做成光伏電池，再出口到國外。我們靠加工來賺錢。我當時就覺得這是有問題的。我們的工作並沒有太多的技術含量，「兩頭在外」決定了中國光伏企業的發展受制於人。如果外國不賣給我們原料，或者不購買我們的產品，或者改為自己組裝電池板，中國的光伏企業發展就會遇到危機。幾年之後的今天，我的擔心變成了現實。
  　　光伏並不是唯一的例子，稀土也很類似。中國出稀土，但是我們沒有注意研究釹鐵硼磁性材料的基礎，主要靠買國外的技術，我們付出了多少專利費!生產出來的產品也主要賣給國外，自己只賺了一點加工費，但賠上了資源，賠上了環境。這些教訓我們不能忘記，並且總結出一些經驗，讓其它行業不要重蹈覆轍。

• 黃曉豔：為了應對目前的不利形勢，謀求核心技術的突破，科研人員和企業應該如何更好地對接?

• 黃春輝：中國光伏電池生產企業的研發能力還是比較薄弱的，比較現實的做法是加強企業的研發力量，使其和科研院所、高校等更好地結合。實驗室的一些新成果，雖然不能直接投入到生產上，但是已經看到了前景，產業化的苗頭很好，那麼企業的研發力量可以接過接力棒來繼續做。
  　　企業必須要有接手的能力和願望，才能談與科研人員的結合。很多企業老闆連做研發的願望都沒有，他們希望拿來現成的技術，現成的生產線，買來就能馬上投入生產。而科研院所和高校主要做的是基礎研究，距離真正應用到實際生產中還有很長的路要走，這中間的銜接是個大問題。基礎研究和應用之間的鴻溝到底該由誰來填補?
  　　曾有企業老闆來找過我，談技術轉讓的事情。我和這位老闆開玩笑說：如果要現成的東西，你可以去買。但是從基礎研究到應用，再到生產，有一個很漫長的過程，要有足夠的耐心。否則拿了你的錢，第一年見不到成果，你心裡會著急;第二年如果還見不到成果，可能會有些按捺不住;到了第三年如果還沒出成果，都想把我吃了吧?
  　　我們當然也希望能夠把工作一直做到最後，給企業成品配方，讓企業拿來就直接能用，我們也試圖去這麼做，但是受到種種限制。高校的學生如果要畢業，就必須做探索性的課題，必須發文章。而產業化的研發需要重複性的、長時間的工作，學生不可能有這麼長的時間來做。而高校的教師編制是根據學生人數來決定的，有多少學生，就給多少教師編制，不可能招更多的人。而且老師都有很重的教學任務，又有發文章的要求，沒有多餘的時間和精力去做產業化的研發工作。當然我們可以招一些博士後來工作，但是一年兩年可以;時間長了，如果沒有正式編制，是留不住人的。國外這種情況的解決方法是教授自己去開公司，但是從北大來說，並不鼓勵這樣做，覺得這是不務正業。
  　　近幾年，無論是科技部還是國家自然科學基金委，都給了我們很多支持和資助，但這些都不足以支撐我們把工作一直做到能和企業銜接的程度。從根本上來說，這不是錢的問題，也不是技術上能夠解決的，這是體制問題。只能從國家的高度去創造條件，讓做銜接工作的人和機構能夠生存，才有解決之道。就我們自己來說，我一直在呼籲，雙方都往前多走一步。我們不要發表完論文就收工，還要看看在實際應用上都需要哪些條件，怎麼提高生產效率，怎麼提高電池的穩定性;企業也要再往前走一步，不要只想著去買國外現成的流水線，而有自主智慧財產權的技術，否則產業發展始終受制於人。雙方都多走一步，科研和企業才能真正地結合。

• 黃曉豔：許多有應用前景的技術或材料在實驗室被發現後，並沒有發展成產業，僅以發表論文告終，對此您怎麼看?

• 黃春輝：這個問題我也一直很苦惱，前幾天我還和領導討論過。最近我們在電池及發光材料上都取得了一些成果，我問領導，我們是發文章呢，還是往下做產業?從我個人角度來說，如果這個材料能做成產業，將對國家的經濟發展做出貢獻，國家能得到實惠;而發文章的話，文章一發表，國外同行都知道了，人家繼續去做了。對我來說多一篇文章、少一篇文章已經無足輕重，但是對我下面的年輕人來說，發文章是很重要的，如果不發文章，他們就沒法提職。職稱評不上，很多福利待遇都沒有。這就是現實的矛盾。我當然希望將國家需要的東西做出來，一直做到應用，但是我沒有這麼多人手，也沒有條件去做產業化之前的工作。而更大的矛盾是，年輕人需要發展，在現行的體制下，要發展必須發文章。後來我們領導也說，他也希望能發展成產業，但是現實是無奈的，發文章還是更重要的。在北大，當一個教授不算什麼，可當不上一個教授就什麼也不算。
  　　對於雜化光伏電池的研究也有這個問題，雜化的研究空間很大，是研究一個發表一個，還是不發文章，不讓國外知道，自己慢慢做，這在體制上是非常矛盾的。
  　　還是那句話，這是一個體制問題，國家要對這個問題有清醒的認識。像我所做的化學領域，中國人發表的文章總數已經名列世界第二，在頂級科學期刊上發表的文章數量也不少。中國近幾年的科研總水平已經有很大提高，但是基礎研究和應用之間的鴻溝是個現實的問題，這道鴻溝如何跨越?我認為，在我國現階段，基礎研究的選題不能像放風箏一樣漫無目標，而是要以應用作為目標。國家急需才是我們研究的根本目標，不考慮應用的研究是無源之水，無本之木。同時我們的體制也要為科研人員進行應用研究提供條件。我們希望研究成功，但也要允許失敗，允許科研人員幾年之內出不了成果，允許他們坐冷板凳，否則做科研的人都去搞「短平快」，不敢染指困難的問題、冷門的問題、創新的問題，文章雖然發了不少，但是不利於整體科研水平的提高和發展。

• 黃曉豔：從國家層面，應該如何推動基礎研究和實際應用更好地結合?

• 黃春輝：還是我之前說的，加強接手中間過程的能力。國家近年來對科技的投入不斷加大，我認為對應用研究的投入也要加大。這筆經費可以放到產業部門，使他們具備接手中間過程的能力。同時也要允許科研院所和高校去做這些工作。這幾年也有過很多好的嘗試，但沒有形成體制。
  　　我們自己也做過一些嘗試。昆明貴金屬研究所和我們正在進行項目合作。他們那兒有放大的條件，我們在實驗室做好的技術可以交給他們，讓他們進一步研發、放大，再交給企業。這樣兩邊湊一湊，就能把事情做成。但是這樣的合作只是簡單的放大，像光伏產業這樣大的產業鏈，簡單放大是行不通的，企業還是要提高自身的研發能力。我們在實驗室得到的一些結果，看起來很有產業化的苗頭，但是真正要應用到生產上還要做很多工作，高校不具備這些條件，在生產之前的研發工作只能讓光伏企業來做。
  　　國家也要給予支持和推動。國外已有的經驗也可供我們借鑑，比如美國矽谷有專門的風險投資，一年投一百個項目，有兩三個做成了，這個產業就發展上去了。現在我們有很多錢用在購買國外專利和生產線上，這些錢要是投入到研發上，就能夠取得自己的智慧財產權，同時還能提高自己的科研能力和水平。有關部門的領導也要轉變意識，投一百個項目，哪怕只有兩個得到應用，那就是我們自己的東西。要捨得廣撒網，不要指望一項研究就能100%取得成功，創新的工作沒有那麼高的成功率。我們可以參考國外的風險投資回收比例，只要成功率在比例範圍內，就可以接受。不要害怕投了錢，沒有出成果。那麼這筆錢誰來買單?應該看到即使對某一個項目來說是投資失敗了，但是在其研究階段所作的工作，也許會對下一個項目有用處，而且這項研究還培養了人才，提高了研究隊伍的水平，那麼下一個項目的回報率就會大得多。要看長遠，不要只看第一回合。

• 黃曉豔：對於年輕的科研人員，您有哪些建議和忠告?

• 黃春輝：我只能談談自己的體驗。在選題上，首先要有明確的應用背景。中國的經濟水平還不是很發達，科研經費是有限的，所以必須選擇國家亟需的、有強應用背景的項目來研究。另外要耐得住寂寞，坐得住冷板凳，去做一些真正創新的工作，去解決重大的問題。
  　　我覺得現在的問題不是年輕人不願意這樣做，而是體制不利於年輕人這樣做。我們希望年輕人敢於坐冷板凳，但是做了幾年研究，沒有出成果，發不了文章，考評通不過的話就要走人，那誰還敢坐冷板凳。連我自己帶的學生都跟我說：黃老師，我們也想研究重大課題，但是我們要找工作，就必須有文章。所以我也很無奈。

文章轉自：曉豔的科技坊