科技入侵现代 第451节

　　林燃点了点头，“那如果我们能够突破这个极限呢？

　　能够超过33%的极限，把边界条件给破坏掉呢？

　　如果能够直接变50%，而且成本和过去比起来不会大幅提高呢？”

　　“这意味着全球电价大幅下降，电价价格重塑，光伏能在更多场景展开，光伏替代传统化石燃料发电的场景瞬间成立。

　　能源安全将从油气产地往太阳能高效组件和上游原料转移，中东的重要性将大幅度降低，我们将拥有新的外交筹码。”宋南平理解了林燃所说的重构是什么意思。

　　可控核聚变是能重构一切的科技没错，但光伏如果能突破，同样是能够重构一切的技术。

　　根据国际能源机构的统计，华国光伏发电的成本在0.033USD/KWH，煤的成本是0.068，燃气成本是0.10到0.14之间。

　　因此有人会问，光伏发电成本最低，为什么不全用光伏？因为光伏依赖太阳输出，夜晚没有输出，阴天和雨天发电量骤降。

　　如果光伏需要全天候供应，需要具备长时储能。

　　储能成本是燃起成本的三倍。

　　同时光伏发电集中在西部，而用电中心在东南沿海，超高压输电传输能力有限。

　　但是，如果光伏的成本能够再降2.5，那么情况又不一样了。

　　“是的，我已经解决了非平衡态下量子多体输运优化问题，这意味着我们在数学上找到了工程可行解。

　　在这个全新的，精准设计的电子态密度、声子谱和光吸收截面里，光子的能量转化路径将不再受到热化损失和单激子的限制。

　　说的更直白一些就是这个设计突破了肖克利·奎伊瑟极限，它的效率能够达到50%，而且只需要做工艺优化，不需要用到什么新材料。

　　新世界的大门即将打开。”

　　“牛逼。”宋南平听完之后别无他想，确实牛逼。

　　“教授，所以您叫我来，是让我和燕京方面通知一下，可以做一些金融方面的操作，另外就是可能要做一些资源上的倾斜，能源政策方面的调整？可能要成立一个新的大型国企，来统一推动光伏的替代？”宋南平接着说道。

　　林燃摆了摆手：“这个还有点早，我说这个的意思是，我从理论层面解决了这个问题，所以需要华国方面帮忙组织一批足够可信的教授，来帮我从实验层面进行论证。

　　以及把大规模工程化的工艺流程给打通。

　　当然华国方面可以未雨绸缪，做一些资本运作。

　　因为这需要这批学者封闭式实验，短则三个月，长则半年时间。

　　而且我需要的是年轻有为，能做实验的学者，最好是青年学者，院士这些，都百八十年不自己亲自动手实验了，所以还是算了吧。

　　这方面需要依赖官方来帮我协调统筹。”

　　年轻有为？没少上网的宋南平从中只听出了两个字：牛马！

　　要的是能做实验的牛马，不要只知道指挥的老登。

　　“明白，我这就去安排。”

　　林燃接着说：“还有场地这些，都要麻烦燕京方面来统筹了，其实最好就在申海，我不太想跑到燕京去。”

　　宋南平点头道：“好。”

　　至于为什么不在阿波罗科技内部找人来做实验，因为这方面人才不够。

　　本身阿波罗科技又不搞光伏材料研发。

　　华国搞这种最多的就是高校，钙钛矿电池各种逼近极限，在过去十年里，钙钛矿是最好发文章的富矿，几乎每个高校的材料系都有做钙钛矿的好手。

　　靠着这个，申请青千、国基的年轻学者不在少数。

　　你想要做这方面的工作，靠华国官方来统筹效率最高。

　　林燃可没有什么生意都要自己做，什么赚钱的业务都要放在阿波罗科技这个篮子里的想法。

　　林燃主导的项目，还是有可能改变世界格局的光伏工程，那肯定来的最多的是申海交大的牛马，不，是青年学者啊。

　　申海交大大把的人在做这方面工作。

　　蒋太良和赵一冰就被找来了，当然被找来的不止他们两个，交大来了五十来号人，总共两百来号人里，交大占比超过四分之一。

　　大家做的方向差不多，也互相都认识，只是关系远近的区别而已。

　　蒋太良和赵一冰关系比较好，大家合作发表过很多篇论文，一个太凉一个一冰，天然就容易亲近一点。

　　因为这已经是年底了，马上就过年了，先是院里紧急通知他们准备衣物，要做好不回家过年的准备，有临时紧急重要的任务。

　　这就让他们很纳闷，按理来说，做材料的，不会有这样的任务分配下来才对啊。

　　他们也没接过涉密项目。

　　然后被安排在一处申海郊区一眼就不一般的住处，大家互相打招呼才意识到，来了两百来号人。

　　第二天，在偌大的阶梯教室，林燃站在讲台前，大家这才恍然。

　　我说哪个神仙有能力把我们给聚集起来呢，燃神啊，这就不意外了。

　　最年轻的两院院士，有这个实力是应该的，更何况对方深受重视，被誉为华国科技突破的最大希望。

　　赵一冰低声道：“林教授就不奇怪了，只是他找我们来是有什么重大消息要宣布吗？

　　还是说有什么重大项目要做攻关。”

　　“月球基地的光伏组件吧？我猜，毕竟月球超算，最重要的条件之一不就是能源么？

　　月球上，你在阴影区域，没有光照，你在光照下，就肯定有月尘和太阳风，你要怎么保证光伏组件的稳定性、质量和寿命就很重要了。”

　　只是他们都没有猜中。

　　林燃起身道：“各位，这次把大家找来，我们的时间很紧张，需要各位的配合，先从一些理论知识开始，我再慢慢讲我需要各位来帮我做什么。

　　大家都知道，现在我们看到的都是单结太阳能电池，一些多结太阳能电池，本质上也是把多个不同带隙的单结电池叠加在一起，让它们各自负责吸收不同能量范围的光子，从而减少热化损失和透射损失。

　　从物理机制上来看，它并没有从根本上改变单结的能量转换原理，只是从统计平均意义上突破了肖克利-奎伊瑟极限。

　　每一层的单结效率仍然受肖克利-奎伊瑟极限约束。

　　我知道，在座各位里，有人做出过类似成果，发表过论文，实际上你们是用物理结构来绕开了最难的问题。

　　我今天要讲的内容是，在单结内部直接消除掉肖克利-奎伊瑟的极限，通过非平衡量子多体输运优化来解决这一问题。”

　　林燃开始在身后的白板上写了起来：

　　“肖克利–奎瑟极限的数学本质是一个受光谱分布约束的变分优化问题，物理输入是量子吸收规则，最终求到的数学结果就是这个极限，也就是效率极值。

　　但我们现在需要来解耦这个问题，破坏掉极限，让极限不再继续存在。”

　　“你听懂了吗？”晚上回到宿舍后，蒋太良问道。

　　宿舍是两人一间，自由分配，大家关系好，蒋太良理所当然地和赵一冰一起。

　　林燃一共讲了三个问题。

　　第一个是在量子多体系统中，把光子的吸收过程建模为多体态跃迁的非线性概率优化，把这个强耦合电子–空穴系统并最大化多激子产率的非平衡量子动力学方程给解了出来。

　　第二个是一个时间依赖的量子玻尔兹曼方程的优化问题，解耦电子-声子散射的速率方程，最终使散射时间长于载流子收集时间。

　　第三个则是光谱重构，非线性光学过程的频率转换优化问题。

　　最后才进入到了非平衡量子多体运输优化问题。

　　结合上述问题的答案，林燃最终给出了一个材料上的精确值，按照精确值设计的结构，就能够绕开肖克利-奎伊瑟极限，实现更高的光电转化效率。

　　“没听懂。”赵一冰回答道。

　　“不是，你没听懂，你在白天上课的时候频频点头干嘛？我还以为你听懂了呢。”蒋太良悬着的心这才放下了，我以为就我一个人没听懂。

　　赵一冰说：“这不矛盾吧，我这是对林教授的成果表示赞赏。

　　我要能听懂我会是材料学的副教授？我早就是教授了好吗！

　　我要不是理论功底差了点。”

　　理论功底，说的更直白一点就是数学功底差了点。

　　“我也没听懂，怎么能证明教授说的是对的呢？”蒋太良问道。

　　赵一冰伸出双手：“做实验啊，把我们找来不就是为了做实验么？

　　我看了下，能来的基本上都是做实验的好手。”

　　蒋太良点了点头：“我猜也是，可既然如此，和我们讲这么多干嘛，直接说结果不就好了。”

　　赵一冰猜测道：“可能是选拔，选拔我们当中的人才！”

　　蒋太良本来有点激动，跟着林燃混，比在交大更有前途。

　　随后马上颓唐了起来，“我连听都听不懂，看来我不是这个人才。”

　　第二天，林燃说：

　　“相信大家对于我们要做什么大致有了猜测。

　　毕竟从原理突破到可量产组件，也就是所谓的工业化生产，有很长一条路要走。

　　我需要大家帮我完成实验室的50%光电转化效率的单片器件，并且找到工程量产的方法。”

　　教室里的青年学者们，不少开始举手了。

　　林燃点了一个，“你有什么疑问。”

　　“林教授，实验室单片器件不难，我们大概花个几个月时间应该能造出来。”

　　在座纷纷点头。

　　实验室可以慢慢调，无非是时间长短。

　　单片器件转化率超50%，这个成果别说science了，这绝对是诺奖级的成果。

　　光是林燃从理论层面给出了突破肖克利-奎伊瑟极限的解法，就已经够拿诺奖了。

　　但可量产这个命题太大了，甚至都不是一年半载能搞定的。

　　“工程路径的话，像材料的可制备性我们要慢慢去寻找，用什么材料，然后非平衡态的寿命。

　　在数学理论上能假设非平衡电子态持续数百皮秒，但实际材料中可能几十飞秒就热化了。

　　器件的结构设计上，需要极快的载流子抽取机制=，在电子失能量之前把它收集出来，电极、界面缺陷、光子管理这些都得配合。

　　然后工业化还需要面对成本、寿命和环境稳定性的考验。”

　　林燃点了点头：“当然，你说的我都知道，从数学解到实验室单片器件是第一步，从实验室器件到工业量产组件是第二步。

　　如果我只要做第一步，我为什么需要两百来号人？我直接找交大材料学院合作不就好了？