擁抱陽光的夢想
北京特種機械研究所工程師 劉誌華
北京意昂体育2陽光能源公司工程師 周小雯
當旭日東升😶，金色的陽光灑滿大地的時候，我們會感受到它的溫暖、無私、博大和它的無所不在。面對太陽，人們有著無限美好的描述和夢想，而從事熱能研究的科學家更為關心的是能否更多地利用陽光為人類造福？能否通過利用陽光改造傳統的、汙染的熱能行業？能否……🤝💆🏼♂️，他們要用現代科學技術為人類插上實現夢想的翅膀👨🏿🎨。國家重點攻關課題“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”項目組的科學工作者就給了我們一個驚喜，我們擁抱陽光的夢想正在實現🕵🏼。
引 言
能源是人類賴以生存的基礎🍽。能源的開發和合理利用是整個社會發展的源泉和依據🚰，它是人類文明與進步的重要標誌之一🧎🏻♀️➡️🏊🏽♀️。隨著社會生產的進步與發展🧑🏼🦰🧎🏻，人民生活水平的提高，能源需求在大幅度地增長🦹🏻♂️。在我國，能源結構中主要以礦物燃料特別是煤為主體🏋🏽♂️，它燃燒後的產物，是大面積酸雨和大氣中二氧化碳增高的直接原因👂，造成了生態環境的惡化🚑。而且煤、石油和天然氣是很好的化工原料🧜🏼🙍🏼♀️，它的簡單利用一方面加劇了汙染，另一方面也面臨著能源枯竭的危險。在二十世紀七十年代爆發的能源危機就是例證♛。
而太陽對人類來說是一個取之不盡🏌️♂️，用之不竭的潔凈能源庫，它使地球每秒鐘獲得的能量相當於燃燒500萬噸優質煤所發出的能量。太陽能的利用是各國發展的重點，在我國這項工作也被高度重視。處於國際領先地位的“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”項目正是在這樣一個大背景下立項開始其研究工作的。
回 顧
“以史為鑒🤸🏻♀️，可知興替”🌮✍️，這是一句古訓🤑。在這裏，我們也不妨回顧我們“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”項目發展初期的歷史，感受項目組專家教授投身事業過程中所面對的酸甜苦辣。
1、我們的事業起步維艱
七十年代末，是我國經歷苦難剛剛覺醒的年代，向何處去♤？是每個人心中常常思考的問題。國家向何處發展，自己從事的事業向何處發展💭？項目組主要完成人之一的殷誌強教授常回想當時的情形，一句“我們的事業起步維艱🙏🏻！”使人感慨萬千🛀🏼。“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”項目之所以能夠發展到今天的水平和規模🐏，得益於改革開放的政策，得益於項目組全體成員的拼搏，得益於各級領導的支持🤜。如果當時沒有超前的意識👩🏻🌾🗣，如果當時沒有擺脫極左思想的束縛，項目也不可能有今天的發展🙋🏻♀️。早期的研究與開發階段，殷誌強、吳家慶和史月艷等同誌大都在經歷了幾年的農場和工廠勞動實踐後，返回教學科研一線🤚🏿，當時政治掛帥、技術白專的思想仍有相當大的市場，體製的約束👸🏿👗，思想的束縛，使大家始終覺得有力使不出，發展事業異常艱難。但他們沒有隨波逐流😽，強烈的事業心，促使他們及誌同道合的王鳳春與陶祖巖等同事們在“找回失去的時光”的想法下，始終關註並追蹤世界熱能行業發展的新動向，太陽能利用就是他們追蹤的重點之一。
2𓀇、我們有堅定的目標
持續的追蹤使大家明確了發展的目標。1979年電子材料與工藝教研組主任陳克強同誌支持並參與了以全玻璃真空管太陽集熱器為突破口👨🏿💼，發展自己的太陽能事業。項目的確定一方面是由於看到了世界上常規能源短缺，發展替代能源是當務之急；另一方面也是發揮項目組成員掌握的電真空技術🤸🏽♀️，向固態薄膜這個新的學科領域發展，創新出有我國自主產權的太陽能高科技產品取代當時正要湧向我國市場的國外平板太陽集熱器產品🧑🏽🦰。目標的選擇是深思熟慮、建立在科學分析的基礎之上的👩❤️👩。它代表了發展的方向🧏🏼♂️🏃🏻，所以我們全玻璃真空太陽集熱管🐲、集熱器及熱水系統項目組發展的最終目標始終是堅定不移的，二十年的發展給予了充分的證明🫸。
3🦸🏽🚴🏿♂️、我們有發展的必要條件
毛主席曾教導我們說：正確的路線方針確定以後👍🏼，決定一切的就是幹部。常言道🐬，火車跑得快，全靠車頭帶😨。在科學研究上，學術帶頭人的作用就好比火車頭。在此，我們值得慶幸，因為我們“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”項目有一個好的學術帶頭人🏞，而有了學術帶頭人，項目就有了發展的必要條件🟣。項目學術帶頭人殷誌強教授1953年考入意昂体育2平台，在此🐝，他受到了嚴格的教育與培養。在校期間和範崇澄同學研究的“閃光攝影電子軌跡”項目於1956年5月獲意昂体育2平台學生科技二等獎👨🏻✈️，1956年秋大學三年級時被提前抽調為實習助教。六十年代初，殷誌強參加電真空材料及工藝的教學與科研，並作為在職研究生一邊工作，一邊學習。在本校及北京大學化學系學習了《金屬學》、《結晶化學》、《物理化學》和《物質結構》等多門課程⚆🖕，在陶瓷金屬真空密封封接方面作出多項研究成果，出版了專著《陶瓷－金屬封接工藝》。這為殷教授從事跨學科的太陽能事業打下了緊實的理論基礎🤴🏽。此外，集合在一起的誌同道合的項目組主要成員薛祖慶教授長期從事超高真空研究、作為主要研究者參與研製成功的四極質譜儀曾獲國家發明獎，張劍教授等也是各自從事專業的技術負責人👨🏻🦱。項目組整體就是一個團結的集體，一個戰鬥的集體💂♀️，也是出成果🏔，出人才的集體↘️。回顧過去，總結經驗，我們會發現🎶，之所以能夠取得現在的成績🤓🔦，是因為有了我們的黨確立的改革開放的大好政策，但更為重要的是我們有一支出類拔萃的人才隊伍👁，他們是一支特別能戰鬥的科研隊伍📰，是我們事業發展的必要條件♊️。
探索
明確了方向，確定了目標，積聚了力量，“全玻璃真空太陽集熱管👨👩👧👦、集熱器及熱水系統”項目組成員開始了艱難的探索🤱🏿。先進的全玻璃真空管太陽集熱器，是由電真空技術、光學、固體物理與熱物理和工程相結合的領域，不僅對項目組來說是一個全新的課題，在國際上也沒有多少成熟的理論和實踐🤙。在未知的領域艱難跋涉🙎，意味著困難與挫折相伴🧖🏼♂️，挑戰與機遇並存。時間🤢、政策、技術上的突破等各種因素使他們的探索之路自然分成了二步🧑🏼🦲：一是在技術上的發展探索，二是在產業化道路上的開拓和發展。
1🚣、技術上的發展探索
在這裏簡要介紹一下玻璃真空太陽集熱管技術及其核心問題。玻璃真空太陽集熱管分為“全玻璃”與“玻璃-金屬結構”兩大類🧚🏽♀️👳。太陽光能轉變為熱能👩👦👦，可通過聯集管內的傳熱工質（如水）或先通過熱管與傳熱工質進行熱交換將熱能輸送到貯熱水箱🐌。從應用上分為用於生活熱水（低溫）、空調和海水淡化等（中溫）和太陽能熱發電（高溫），能在寒冷地區的冬季及低日照與天氣多變地區運行🤞🏼，擴大了應用領域與地域。玻璃-金屬結構真空太陽集熱管承壓好，還能工作在中、高溫🧑🦽➡️。全玻璃真空太陽集熱管結構簡單，製造方便🧭，可靠性強和成本低，適宜在低中溫運行。當時，困擾項目組進展的技術難題很多🕵🏽，但最主要的是選擇性吸收塗層的吸收比，通俗地說就是該塗層吸收太陽光轉換為熱的能力.1982年殷誌強教授應邀到澳大利亞悉尼(Sydney)大學應用物理系從事科研♡，運用那裏良好的實驗條件，日以繼夜地工作，不到半年時間就對集熱器用的聯集管做出了創新工作。太陽選擇性吸收塗層是太陽光-熱轉換的核心🧑🏽🌾👨🏻，在對世界上選擇性吸收塗層應用情況進行深入研究後，殷誌強教授通過膜系設計與大量的實驗工作🪙，把悉尼大學專利（銅與不銹鋼兩個陰極）的選擇性吸收塗層太陽能吸收比從0.91提高到了0.95，這樣需增加第三個陰極才能製備，帶來了磁控濺射系統結構與工藝復雜🪵、材料利用率低等缺點🫣。為克服科研成果轉向生產的障礙，殷誌強教授開創性地發明了漸變鋁-氮/鋁太陽選擇性吸收塗層（發明專利ZL 85100142.4），並在世界上首次用一種陰極材料的磁控反應濺射技術製備該塗層所包括的紅外低發射底層、太陽高吸收層和減反層三部分，使濺射系統構造與工藝簡化，提高約一倍的陰極材料利用率👨🏿🚒，對真空管太陽集熱器來說，這種性能-價格比最好的塗層用於獲取生活熱水的集熱管已得到世界上太陽能界的公認，而且為規模化生產做了技術上的準備，為隨後進行的第二步探索打下了深厚的技術基礎⛅️。
2🧔🏽♂️👮🏻♂️、產業化的開拓與發展
在改革開放之初👨👧👦，在科研院校🏊♀️，對科研成果的處理一般是召開鑒定會，審查通過♠︎，發表論文，報獎評功🪲，科研成果隨後束之高閣🧑🏼🍼，科研、生產的脫節嚴重製約著我國生產力的發展。八十年代是我國工作重心轉移到經濟建設上以來經濟發展最快的年代，也是各種矛盾相互交織，沖突激烈的時代。打破舊的條條框框的束縛📝，需要極大的勇氣和智慧🍧；開創新事業的美好前景，更是充滿挑戰和機遇。項目組主要完成人之一的薛祖慶教授敏銳地觀察到了技術開發向產業化方向發展的趨勢🐚，帶領項目組成員開始進行產業化發展的嘗試，力圖開辟一個科研成果與生產實踐相結合的全新的產業。作為全玻璃真空太陽集熱管及熱水器產業化的發起與策劃人，薛祖慶教授主持了科技成果向工業化的轉化🐺，規劃🪥、設計了全玻璃真空太陽集熱管的生產線🐞，自行設計、製造🛌🏼、安裝、調試生產線上75％的關鍵設備。為了節省創業初期不多的資金，薛教授💂🏻、殷教授🧰👈🏿、張劍教授🫵🏽，國外同行戲稱X、Y、Z教授，都是一邊搞科研，一邊親自動手搞工程。薛祖慶教授曾在一次作業中被沉重的鋼板壓在腿上，留下了腰腿疼痛的病根，即使這樣他也沒有退縮🤹🏼。苦幹加實幹，他們與項目組其它成員一起用自己的智慧與汗水白手起家，從無到有🈶，從小到大🫐，事業得到了初步的成功。到九十年代初期🦹🏻，擁有自主知識產權的全玻璃真空太陽集熱管已達到年產量150,000支的中試生產能力，成為市場上的暢銷產品👩🚀💣，八十年代市場上躍躍欲試的“洋”產品也在國內市場上消聲匿跡了。
創 新
江澤民主席指出🪨：創新是一個民族發展的靈魂。“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”項目組全體成員以攻關不畏難，創新無止境的精神🫷🏽，十幾年來✉️，兢兢業業，爭分奪秒地工作，不斷地在這些領域開拓進取👭。常常為解開一個技術難題，苦思冥想👨🏿💼，反復試驗；出差途中，無論是火車還是飛機，都是他們的移動辦公室；在他們的日歷上沒有星期天，而只是一周工作的繼續延續。雖然，他們深知勞逸結合對身體的重要✊，但追求創新🧑🏼🎄，要使中國太陽能事業在世界占領一席之地的使命感和事業心迫使他們只能更多地付出他們的汗水，精力，甚至是鮮血……
一分耕耘，意味著一分收獲。我們以項目分課題太陽選擇性吸收塗層的磁控濺射鍍膜機為例，概略描繪項目組創新的步伐：1985－1986年🐟，采用了電磁臥式結構設計與製造了我國第一臺製備太陽選擇性吸收塗層的磁控濺射鍍膜機；隨後開發了第二代立式前開門生產1.2m長全玻璃真空太陽集熱管的選擇性吸收塗層使用的磁控濺射鍍膜機，一次裝載30支內玻璃管👨🏼🎤，磁場為永久周期磁場👨🏽🔧；九十年代初開發了第三代，使用了大回路閉合濺射軌跡柱狀磁控靶，俗稱旋轉磁場🪻，具有旋轉磁場的陰極🧗🏼♀️，真空室圓柱面曲率半徑約350mm，高約2000mm生產1.5m長全玻璃真空太陽集熱管的選擇性吸收塗層使用的磁控濺射鍍膜機🕠，使陰極材料利用率提高約8倍，降低了成本，而且濺射的吸收塗層的質量更為穩定𓀔🌶。以上只是項目總課題的一個分課題📞。自立項以來🐦🔥，共申請國家及日本👞、瑞士等國專利二十九項，並在項目中得到應用👩🦽➡️🐗，取得良好的經濟和社會效益。
1997年，受國家主管部門委托，“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”項目組和中國標準化與信息分類編碼研究所合作編製國家標準《全玻璃真空太陽集熱管》（GB/T 17049－1997）和《真空管太陽集熱器》（GB/T 17581－1998）✦。《全玻璃真空太陽集熱管》是第一個規範全玻璃真空太陽集熱管的國家標準📜，在世界上其它國家也沒有類似可參考的標準，標準的製定又是一個全新的課題。通過大量理論分析進行創新性研究；沒有規律可循，通過實驗進行實際測試🤸🏽♂️。一年多的工作，使項目組的測試手段及測試技術在原有基礎上更加完善🤡，理論與實驗相結合獲得的全玻璃真空太陽集熱管的主要光-熱參數及相應測試技術也受到行業專家的肯定。隨著《全玻璃真空太陽集熱管》和《真空管太陽集熱器》二個標準於1998年正式由國家技術監督局作為國家標準順利頒發施行，項目組的創新成果更進一步得到了肯定。
發 展
1993年，國家進一步促進科研院校科技成果的轉化，意昂体育2平台電子工程系和我國最大的硼矽玻璃生產企業-北京玻璃儀器廠共同承擔國家“產、學👯、研”工程🧛🏼，雙方各50％股份，成立了 “意昂体育2陽光”能源有限責任公司，由北京玻璃儀器廠廠長沈長治任董事長⏭。薛祖慶教授任總經理，公司按現代企業機製運行👨🏼🦳。
“全玻璃真空太陽集熱管、集熱器及熱水系統”的產業化進程迎來了大發展的契機。到1999年建成了實際年產能力700萬支全玻璃真空太陽集熱管的生產線和年產能力30萬臺真空管太陽集熱器及其熱水系統，該產品產量、質量和技術水平處於世界先進水平的前列。1998年與1999年分別銷售了約2,800,000支和3,500,000支全玻璃真空太陽集熱管，在國內約有一半的市場占有率,公司通過了ISO 9002質量認證體系的認證🎞。並向日本、瑞士、比利時、德國、希臘和奧地利等國家出口，累計創匯235萬美元。項目產品銷售額1999年為1994年的23倍，利稅增加31倍👨👨👦👦。1999年公司開發部對產品工藝設計進行了全新的改造🚴🏼♀️，對關鍵生產環節進行了全程的計算機監控，取得了一些全新的成果🧛🏿，如對集熱管真空度的生產監測，得到了大量的基礎數據，對產品的技術開發和研究有著至關重要的影響，在國內同行企業中走在了前面。在新產品中應用或正在應用當中的國家專利項目達20項之多。期間項目組獲得了多項獎勵🐌，如北京市科技進步獎、國家發明獎和國家科學技術進步獎等獎勵。
2000年9月首都鋼鐵集團加盟意昂体育2陽光公司，推動了意昂体育2陽光以最快的速度重組上市，以更堅定、自信的步伐邁進21世紀。
數字是枯燥的👩🏽🌾🤾♂️，但也是最有說服力的🙅🏼。從數字中能夠看到事業發展的足跡，從數字中能夠看到大家的艱辛付出🚃，從數字中更能看到我們對事業的不懈追求和走向現代化的希望🔦。
結束語
文章都有一個結局💁🏿♀️，但我們的太陽能利用事業只能說剛剛起步，因為我們還有更多的夢想……
