渤海大学数理学院光伏实践教学基地

日期:2012-02-17 11:31:45作者: 来源:

随着高等教育改革的不断深入,突出办学特点,培养特色人才,开拓本科毕业生就业途径,实现直接为地方经济建设服务,已在渤海大学各级领导及老师中达成共识。经过我校的充分论证和积极争取,在省、市相关领导的大力支持下,渤海大学数理学院不失时机地启动了太阳能光伏产业人才培养计划,成立了“国家火炬计划锦州硅材料及太阳能电池光伏产业基地检测中心”,通过师资和实验室设备资源整合,对数理学院应用物理专业的课程设置进行了调整,增设太阳能光伏方向,并将该专业的培养目标确定为主要培养具备光伏材料加工与应用技术,特别是掌握晶态硅、太阳能光伏系统、光伏电池的基础理论知识和基本技能,在光伏材料、太阳能光伏系统及相关领域从事生产运行、技术管理、产品检测和质量控制等工作的中、高级专门人才。
         一、渤海大学校企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设概述
         高校与企业技术对接,“产学研用”一体化实践教育基地建设,是渤海大学数理学院应用物理光伏方向课程体系教学改革研究的重点课题。课题研究人员在2009年、2010年、2011年连续为2006级、2007级、2008级、2009级应用物理光伏方向本科生主讲《太阳能光伏发电基本原理与应用技术》、《太阳能光伏发电系统设计与施工》、《薄膜太阳电池工艺与技术》和《太阳能电池制作实验课》光伏主干课程过程中,以太阳能光伏发电基本原理与应用技术为核心,以形象思维和光伏系统设计为主线,以典型产品研发和科研课题为切入点,以与锦州光伏产业集群的骨干企业产学研合作为载体,进行了渤海大学校与企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设的实践。培养学生宽厚的专业理论知识、形象思维能力、实际操作能力和创新能力等理工科学的基本素质,并为进一步学习太阳能光伏发电设计类、太阳能组件和相关制造类和工程实践类后续课程提供必备的基础知识与基本技能。
        高校要培养一流的理工科专业人才,就必须建立校企合作,以高校与企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设带动教学改革之路。不仅能帮助学生了解自己未来的发展,提早走进企业和生产实际,更使教学与学习内容符合企业和生产实践的实际需求。同时,借助企业所提供的实践课题与环境,使学生得以从中培养适当工作态度与科技研发能力。
        渤海大学数理学院物理系应用物理光伏专业设立了应用型人才培养项目,从转变教育观念入手,以建立研究教学型大学人才培养体系为目标,确定了“综合性、研究型、开放式”的办学模式和培养“高素质、高层次、多样化、创造性、实用型”的骨干人才的培养目标,新的培养目标促进了教育观念的转变:从以教师为中心向以学生为中心、教师为主导转变;从讲授型教学向研究型、校企互动与生产实际相结合教学的转变;从传统的以单一学科背景下的“专业对口”培养为主向以学科交叉、注重理工科科学与相关产业背景下的具有“科技实用型”宽口径专业培养转变。
        企业开展研究开发,更多地考虑如何解决工程层面或技术层面的问题,关注在5年内企业“生产什么”的问题,包括产品研发、技术改进等工程和技术问题;高校进行研究活动,更多地在于解决科学层面的问题及为企业解决中长期科学研究成果如何产业化的问题以及企业“探索什么”的问题,包括机理研究、前沿性的研究领域。而产学研合作是工程、技术和科学相结合的问题,为企业解决技术在企业工程上“明天应用什么”的问题。
        二、渤海大学校企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设的实践历程
        2008年5月,渤海大学数理学院物理系在深刻高等学校教育改革和高校学科教学建设的推动下,应用物理专业在光电子学、微电子学和超导材料等三个研究方向的基础上,已在太阳能光伏方向上形成了自己的特色,并汇聚了一批中青年研究人员。他们在与太阳能光伏相关的半导体材料(包括晶体物理、半导体物理、电介质物理、固体光学性质等)方面积累较多的研究成果,这些理论研究成果与实际技术应用有着密切的联系,如太阳能光伏产业中的主要材料单晶硅、多晶硅等都属于半导体材料的研究范畴,为实际应用奠定了坚实的基础。开设了“应用物理专业光伏方向”新专业。
         当时全国各省(如上海、江苏、江西等)都在大力发展太阳能光伏产业,年增长率大于40%,下游产品的增长率更是大于100%。辽宁省在实施“五点一线”发展战略过程中,锦州的千亿元太阳能光伏产业工程被列为“省长工程”。锦州市发展太阳能光伏产业的战略定位是中国最主要的光伏产业生产基地之一、中国最大的硅材料生产基地、锦州市未来经济的支柱产业、东北地区最大的太阳能光伏产业基地;发展目标是经过“十一五”期间的发展,把锦州建设成光伏产业国家重点研发中心、全国最大的多晶硅和单晶硅生产基地之        一、东北最大太阳能电池生产基地、国家级光伏产业特色基地。
        光伏是一种新型的交叉领域,涉及物理、材料、电子等多个学科,太阳能光伏产业的快速发展,相关企业也应运而生,由此造成的太阳能光伏类专业人才的需求量大大增加。目前我国的中高等学校中还很少有培养太阳能光伏类专门人才的专业。江西省在我国率先启动了太阳能光伏产业人才培养计划,在南昌大学成立了首个太阳能光伏学院并在新余、南昌、赣州、上饶、抚州、景德镇等地建立6个光伏中等职业教育基地,初步形成了研究生、本科生、高职生、中职生等结构合理、比例适当、相互衔接的光伏产业人才培养培训体系。
        渤海大学为发挥高校在人才培养方面的优势,实现直接为地方经济建设服务,尽快地为地方输送光伏专业人才的目的,学校不失时机地启动了太阳能光伏产业人才培养计划,在省和市的大力支持下成立了“国家火炬计划锦州硅材料及太阳能电池光伏产业基地检测中心”,通过师资和实验室设备资源整合,对物理系应用物理专业的课程设置进行了调整,增设太阳能光伏方向,并将该专业的培
        养目标确定为主要培养具备光伏材料加工与应用技术,特别是掌握晶态硅、太阳能光伏系统、光伏电池的基础理论知识和基本技能,在光伏材料、太阳能光伏系统及相关领域从事生产运行、技术管理、产品检测和质量控制等工作的中、高级专门人才。
        根据专业的社会需求情况以及对培养模式和培养目标的综合和分析,本专业的建设特色学科从两个方面入手:
        (1)培养方式特色
        通过对专业特点、社会需求和培养目标的综合考虑,在培养方式上确定了大力增强学生实践动手能力的特色。为了实现这样的特色培养,我们在制定计划和实际教学中加强了实验、实训、实习等实践环节的力度。比如:加长实训、实习的时间,直接与企业生产接触,充分建设和利用实习基地,直接参与光电检测工作等等,让学生尽可能多地参与实际操作和开发,达到具备过硬的实践动手能力的目的,使毕业生即掌握理论,更能实际操作。
        (2)培养方向特色
        结合辽宁省和锦州市的经济建设形势,特别是对光伏产业人才的高度需求的情况,我们将直接培养光伏产业的专业人才确立为本专业的培养方向特色。为此,学校在实验室建设和实习基地的选择上都尽可能考虑光伏产业的特点。比如:实验仪器有意向光伏方面倾斜,实习基地大都是与光伏产业相关的企业,以此来保证这个专业方向特色的实现。
应用物理专业中确定与太阳能光伏方向有关的研究主要有:光电材料检测、光电功能材料制备、纳米光学材料的光学性能、半导体自旋理论和光电物理数学方法等。太阳能光伏产业基地公共检测研发中心的先进的实验仪器设备为该专业方向提供了良好的实验技术支持。通过与锦州新世纪石英玻璃有限公司、阳光能源发展有限公司等企业的合作,为人才培养建立了实习基地。
        教师和科研人员先后与企业合作,主持或参与省厅级以上科研项目近10项,其中国家自然科学基金项目2项,在国内外主要学术期刊上共发表学术论文近50篇,已被SCI收录42篇。
        渤海大学一直关注锦州太阳能光伏产业的发展,校企合作,高校与企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设,一直是学科建设和教学改革的主要任务,并积极支持和参与硅材料的研究工作。完成了辽宁省教育厅项目“四氯化硅提纯与水解法制纳米二氧化硅”。“耐用石英坩埚的研制”也已取得突破性进展,这对于提高企业光伏产品的市场竞争力有着重要意义。2008年12月,在省科技厅和锦州市政府的指导下我国北方首家国家火炬计划锦州硅材料及太阳能光伏产业基地公共检测研发中心在渤海大学科技实验中心正式挂牌成立了。标志在我省光伏产业检测研发方面率先走出了第一步,高校与企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设开了一个好头。
         三、高校与企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设
        2008年12月,渤海大学与锦州新世纪石英玻璃有限公司合作承担的“十一五”国家科技支撑计划项目“高纯石英粉制备低成本多晶硅工艺技术研究”。项目编号:(2006BAE01B06),取得了重大突破。锦州新世纪石英玻璃有限公司成为了渤海大学数理学院应用物理专业第一个校外实践教育基地。之后,渤海大学数理学院相继与锦州阳光能源有限公司、锦州石英玻璃有限公司、锦州文特客硅材料有限公司、锦州日新光伏能源有限公司、天津英诺华微电子有限公司、锦州旭龙太阳能科技有限公司组成产学研联盟,作为高校与企业技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设的教学改革研究课题实践平台,开展产学研合作实践。典型光伏产品有:手机、数码相机、MP3、PDA、随身听、电动自行车多功能便携式太阳能充电电源;利用锦州阳光能源有限公司硅太阳能电池下角料做草坪灯、LED太阳能路灯、太阳能工艺品等,锦州文特客硅材料有限公司合作,采用滴胶、封胶和层压技术,生产0.2W--100W太阳能电池组件。参与锦州建设13.5Mwp光伏发电站设计与施工。开展硅材料检测与研究等。为锦州打造光伏产业基地和区域经济建设作出积极贡献。
2011年6月,与锦州文特客硅材料有限公司合作开展“便携式硅基太阳能电池组件制备工艺与应用技术研究”。并申报2012年锦州市中小企业创新科技项目课题。利用锦州阳光能源公司等企业在光伏组件制造的太阳能电池片及边角余料,制造手机、数码相机、MP3、PDA、随身听、草坪灯、太阳能自行车、工艺品等以及除光伏电站用电池板以外的太阳能电池组件,拉长光伏产业链。携带方便的硅基太阳能电池组件及太阳能电源光电转换率16%以上,系列产品(0.5W 0.7W 1.0W 3W10W 20W 30W 40W 50W 100W)。
        渤海大学数理学院与锦州文特客硅材料有限公司组建产学研合作中心,渤海大学提供场地。由锦州文特客硅材料有限公司投资50万元购买激光切割机、真空烘箱、真空脱泡机、固化烘箱、搅拌机等设备,渤海大学投资80万元,购买光伏检测设备,如太阳能电池单体测试仪等。进行生产性研发。将企业引入学校直接与企业进行技术对接。由企业投资生产线,高校的科学技术直接转化为生产力,学生直接上生产线,是生产者;老师是工艺和新产品的设计者、工程师;学校是企业的技术研发中心、科技转化中心、新技术培训中心,校企技术对接“产学研用”一体化教学模式研究,对于高等教育的改革与科技创新具有一定的研究意义和价值。渤海大学数理学院与锦州文特客硅材料有限公司组建了包括校内和校外实践教育基地。渤海大学数理学院物理系应用物理专业光伏方向2008级应届毕业生到该公司顶岗实习一年。
        到目前为止,渤海大学数理学院应用物理专业建立的“产、学、研、用”一体化实践教学基地已近十家,它既是构建校外人才培养的基地,也是校内高水平学生实践的平台。同时对打造高水平科技创新平台,构筑校企联合培养人才起到了积极作用。
        四、渤海大学校企技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设成员、任务及分工
王强,副教授,主持人,主要代表作:专著《薄膜太阳电池工艺与技术》2011年5月.辽宁大学出版社出版。主持辽宁省高等教育学会“十二五”高等教育课题:“典型产品研发与企业互动模式的教学改革研究”。主讲应用物理光伏方向本科生的《太阳能光伏发电基本原理与应用技术》、《太阳能光伏发电系统设计与施工》、《薄膜太阳电池工艺与技术》和《太阳能电池制作实验课》主干课程。基地建设负责人,校企技术对接“产学研用”一体化实践教育基地建设整体设计和实施。
        吴志颖,教授,副院长,核心成员,主要代表成果:2008年辽宁省自然科学学术成果三等奖。主持辽宁省教育科学“十一五”规划2010年度课题立项:《适应区域经济发展的太阳能专业人才培养人才与实践》。基地管理与运行。负责产学研一体化实践教学模式的探索与实践研究。
李明标,副教授,副院长,核心成员,主要代表成果:2010年度辽宁省教育厅实验室管理先进工作者,基地建设中提供设备、检测仪器、生产条件做保证。开放学校实验室与校外实习基地对接研究。
任骏原,教授核心成员,主要代表成果:专著《数字电子技术实验》2010年8月,东北大学出版社出版。辽宁省优秀教学成果获奖项目二等奖。基地建设中有关电子线路设计项目,对便携式硅基太阳能电池组件开发应用产品的控制电路进行设计与制作。
        史力斌,副教授。研究方向是半导体物理。渤海大学数理学院的省重点实验室“光电功能材料检测与技术实验室”主任。核心成员,承担教育部科学技术重点项目:“ZnO反射层上非晶硅叠层薄膜太阳能电池研究”。负责科技开发与理论研究。
褚以人,主任工程师,核心成员,主要代表成果:中国国家科技成果三等奖。天津英诺华微电子有限公司总经理。是校外实习基地的兼职教授。主要负责微电子方面的研究。
        张雅凡,工程师,核心成员,主要代表成果:获得太阳能电池充电器专利.ZL 2009 2 0098717.9。天津英诺华微电子有限公司工程师,校外实习基地的兼职教授,负责自适应太阳能照明电源研究,
    张海涛,高级工程师,核心成员,主要代表成果:1000吨光纤及半导体用石英玻璃项目被列为国家重点项目。锦州新世纪石英玻璃有限公司董事长兼总经理。,校外实习基地的兼职教授。负责光伏产品开发及光伏系统运行指导。
        白燕,工程师,核心成员,主要代表成果:获得锦州市电力工程技能大赛金奖。锦州文特客硅材料有限公司技术总监,校外实习基地的兼职教授。负责光伏产品开发及光伏系统运行指导。
谭力,工程师,核心成员,主要代表成果:锦州市科技项目“太阳能屋顶发电技术研究与推广”。锦州文特客硅材料有限公司副总经理,校外实习基地的兼职教授。负责市场开发,科技成果推广与市场化。
        张辉,主任工程师,核心成员,主要代表成果:锦州市科技项目“多功能便携式太阳能电源研发与应用”。锦州日新光伏能源有限公司总经理。校外实习基地的兼职教授。负责对典型产品“便携式硅基太阳能电池组件制备工艺与应用技术研究”进行测试与评价。
陈立民,主任工程师,核心成员,主要代表成果:“220微米硅片精密切割技术”获辽宁省科技三等奖。“硅片冲洗机”获得“实用新型专利证书”。专利号:ZL 2010 2 0159297.3。锦州阳光能源有限公司技术总监。校外实习基地的兼职教授。负责光伏产品开发与科研指导。
        边玉强,工程师,核心成员,主要代表成果:“220微米太阳能电池用超薄硅片”获国家科技部、商务部、国家质检总局、国家环保局联合颁发的国家重点新产品证书。锦州奥克阳光能源生产技术部任部长。校外实习基地的兼职教授。负责学生实习与就业教育。
陈琳,工程师,核心成员,主要代表成果:“P型高寿命(>50μs)硅单晶”项目被辽宁省科学技术厅确认为省级科学技术研究成果。锦州华昌光伏科技有限公司副总经理,校外实习基地的兼职教授。负责学生实习与就业教育。
        五、校外光伏实践教育基地建设规划与发展目标


年  度                 主要工作内容
2011年9月~
2011年12月
    由锦州文特客硅材料有限公司安装生产设备,并投资对接资金30万元,提供生产用太阳能电池片。渤海大学投80万元的光伏检测设备,并把渤海大学数理学院理工1#楼109、110、111、112号实验室用作校内外相结合的实践教学基地。利用滴胶技术生产6万片1.7W、1.8W、2.5W太阳能组件,产值120万元。新增就业人员15人。学生实验顶替5人。
2012年1月~
2012年12月
 
    由锦州文特客硅材料有限公司投资对接资金60万元,新购生产设备,提供生产用太阳能电池片。渤海大学投70万元的光伏检测及相关设备。利用锦州阳光能源公司校外光伏教育基地,采用封胶技术、层压技术生产10万片10W、20W、30W、40W、50W、100W太阳能组件,产值800万元。太阳能手机充电电源3000台,产值45万元。草坪灯太阳能电源20万片,产值100万元。新增就业岗位120人,大学生实验顶替就业岗位30人。
2013年1月~
2014年12月
 
与锦州阳光能源有限公司合作共建光伏实践教学基地。利用双方技术与设备优势,开展“选择性发射极晶硅太阳电池产业化技术研究”,报请锦州市科技攻关项目和国家自然科学基金项目。学生到太阳能电池组件生产线顶岗实习,生产20W、50W、60W、100W太阳电池组件,产值600万元,新增就业岗位30人,大学生实验顶替就业岗位20人。
2013年1月~
2014年12月
 
    与锦州奥克阳光能源有限公司合作共建光伏实践教学基地。利用双方技术与设备优势,开展“选择性发射极晶硅太阳电池产业化技术研究”,报请锦州市科技攻关项目和国家自然科学基金项目。学生到基地实习工业气体制作,磷浆配制与扩散工艺,学生到公司顶岗实习,大学生实验顶替就业岗位10人。
2013年1月~
2014年12月
 
    锦州文特客硅材料有限公司投资对接资金1000万元,新购生产设备,提供生产用太阳能电池片。渤海大学投500万元的光伏检测及相关设备。利用薄膜太阳能技术生产光伏与建筑一体化太阳能产品,产值2000万元。多功能太阳能充电电源10000台,产值150万元。草坪灯太阳能电源50万片,产值600万元,新增就业岗位30人,大学生实验顶替就业岗位10人。
2011年9月~
2012年12月
 
    由天津英诺华微电子有限公司与渤海大学共同研发第四代太阳能路灯控制器、超级电容器储能的太阳能手机充电器,车载太阳能空气净化器等,投放市场。力争创造产值500万元,新增就业岗位30人.
2013年1月~
2014年12月
 
    由天津英诺华微电子有限公司与渤海大学共同研发微型逆变器、嵌入式最大功率跟踪芯片等,解决分布式太阳能屋顶发电、光伏与建筑一体化并网瓶颈问题。力争创造产值1000万元,新增就业岗位100人

 
         渤海大学在新能源、特别是光伏领域教学、科研、技术开发、校外光伏实践教学基地建设、产学研一体化等进程较早,特色鲜明,人才培养目标定位合理,教学模式及教学方法先进,尤其是校企联合办学形式、校外光伏实践教学基地建设积累了经验,科技为地方经济建设服务上有所作为。从根本上解决学生实习及就业压力,从而为高校与企业技术对接和学科建设提供了强有力的支撑。
 
 

                                                                                                              渤海大学数理学院

                                                                                                               2012年02月05日