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《N型引领 | 一道新能联合浙江大学破解薄片化TOPCon卡脖子难题》

  • 来源专题：能源情报网监测服务平台
  • 编译者： 郭楷模
  • 发布时间：2025-09-22
  • 近日，一道新能与浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室联合攻克薄片化TOPCon卡脖子难题取得突破，研究成果发表在国际太阳能协会（ISES）会刊《Solar Energy》。该研究聚焦薄片化TOPCon电池及组件制备过程中的核心痛点，采用有限元分析方法，构建了包含硅片、栅线、焊带的多材料多维度复合模型，旨在探究硅片厚度、SMBB、焊带数量及焊带横截面形状对焊接诱发热应力与硅片形变的影响。该项联合研究首次系统性揭示了热应力导致的可靠性风险机制并提出解决方案，为N型TOPCon光伏技术规模化降本提质提供了关键技术支撑。

    突破掐脖子难题

    当前，全球光伏技术正加速从P型向N型迭代，硅片薄片化已成为行业技术进步、成本控制与降低光伏碳值的主要方向之一。根据中国光伏行业协会发布的《中国光伏产业发展路线图（2024-2025年）》，N型电池的硅片厚度将持续下降，到 2030 年有望降至 100 微米左右。然而，硅片厚度减薄后，尤其是迈向100微米以下，电池制备与组串焊接过程中因各材料热膨胀系数差异产生的热应力带来的碎片已经成为制约薄电池片规模化应用的“卡脖子”问题，严重影响薄片化TOPCon电池和组件的产业化进程。

    校企强强联合

    据悉，该项研究成果依托一道新能与浙江大学共同承担的2024年浙江省“尖兵领雁”研发攻关计划项目“基于超薄硅片的高效 N 型TOPCon光伏面板关键技术研究”，该项目围绕TOPCon光伏产业薄片化关键核心技术和前沿共性问题开展产学研联合攻关。此次成果不仅登上太阳能领域国际权威期刊，将推动 TOPCON 电池的薄片化应用，为我国在全球光伏技术竞争中巩固领先地位提供关键助力。凭借联合研发取得的优异成果，该项目近期顺利通过浙江省科学技术厅组织的中期验收。专家组在评审过程中，对项目核心指标的完成成效给予高度评价，肯定其在技术落地与成果转化方面的突出表现，标志着我国在薄片化N型电池关键制造技术上已达到国际领先水平。

    推动持续创新

    一道新能首席技术官、论文的通讯作者宋登元博士表示，产学研结合是攻克光伏核心技术的加速器，企业先进的产业化研发经验与高校的强的基础研究优势形成互补，不仅能让技术创新更贴合行业需求，更能加速科研成果向实际生产力转化。此次联合研究薄片化 TOPCon 核心难题，正是一道新能与浙江大学双方深度合作的典型成果。

    一道新能持续深化与高等院校的产学研合作，目前已与浙江大学、厦门大学、河北大学、澳大利亚新南威尔士大学等高校建立紧密科研合作关系。在新型太阳电池技术研发与产业化难点攻克上，均取得了显著成果。未来，一道新能将进一步加大产学研合作力度，聚焦光伏领域关键科学问题与技术瓶颈持续攻关，为全球光伏产业高质量发展贡献中国智慧。

    为突破这一难题，一道新能与浙江大学全国重点实验室依托产学研协同创新模式，展开联合攻关。本研究通过开发精细化的有限元分析模型来研究多主栅TOPCon太阳电池焊接过程中的热应力，从而提升太阳电池的可靠性。通过大量仿真与实验验证，深入探究硅片厚度、主栅数量、焊带截面积及形状、焊接温度等关键参数，对焊接诱发应力与硅片变形的影响规律进行了系统研究，建立了适用薄硅片的电池-焊丝-组件联合理论模型。研究发现：应力主要集中在银浆/焊料界面，增加主栅数量能通过强化机械约束减少变形并优化应力分布，扁平焊带在性能上优于圆形、方形和三角形铜线，可最大限度降低应力集中并提升薄电池的机械性能。硅片厚度降低需在硅片材料强度与工艺诱发应力之间实现精细平衡，仿真计算表明，未来N型硅片厚度降低到70微米是可行的。
  • 原文来源：https://solar.in-en.com/html/solar-2454469.shtml
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相关报告

  • 《一道新能引领N型电池技术，不断突破升级》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2021-01-11
    • 载流子选择性钝化接触是提高太阳能电池效率的重要途径之一，在隧穿氧化钝化接触（Poly Passivated）太阳电池中，可以通过生长一层超薄氧化硅（SiOx）加上磷重掺杂的多晶硅（n+-poly-Si）用于电子选择性接触或者加上硼重掺杂的多晶硅（p+-poly-Si）用于空穴选择性接触。Poly Passivated结构钝化接触太阳能电池采用了与 PRRC（钝化发射极背场点接触电池）电池技术兼容的高温工艺，电池效率已达到25.7%，有望实现大批量生产线。 背景介绍 当前，市场上晶体硅太阳电池大多以P型的单、多晶常规铝背表面场电池为主，其制备工艺相对简单、成本低廉。但由于P型硅电池光电转换效率难以达到23.5%以上，并且未能彻底解决以P型硅片为基底的电池所产生的光衰现象，这些因素都成为其进一步量产推广的障碍。与P型硅相比，N型硅体少子寿命更长，对Fe等金属有更高的容忍度，不易发生由于B-O复合体导致的LID（Light Induced Degradation）光致诱导衰减现象；以N型硅为基底的电池片转换效率更高，可以相对降低光伏发电的制造成本，这使其成为高效晶体硅太阳电池的必选材料。 下图所示为德国机械设备制造业联合会 VDMA 最新发布的第八版 ITRPV-2017（International Technology Roadmap for Photovoltaic，国际光伏技术路线图）的电池技术的市场份额及未来十年的预测。 从图中可以看出，常规 p 型单、多晶背表面场（BSF）电池技术的市场份额在逐年降低，而高效背面钝化技术电池（包括 PERC、PERL 及 PERT）、硅异质结电池（SHJ）、背接触电池（BCC）等技术市场份额在逐年升高，2020 年前后高效电池技术将超过常规电池技术，成为市场主导。这主要归结于高效晶硅电池制造技术的成熟，光电转换效率升高及硅材料及辅料等制造成本的降低。 Poly Passivated简介 Poly Passivated太阳能电池（隧穿氧化层钝化接触）是一种使用超薄氧化层作为钝化层结构的太阳电池。2013年德国Fraunhofer 研究所的Frank Feldmann博士在28th EU-PVSEC首次报道了Poly Passivated电池概念，该电池的结构如下： Poly Passivated电池结构 电池基板以N型硅基板为主，使用一层超薄的氧化层与掺杂的薄膜硅钝化电池的背面，其中背面氧化层厚度1.4nm，随后在氧化层之上沉积50~200nm非晶硅并掺磷，之后经过退火重结晶加强钝化效果。 Poly Passivated电池的载流子输运机制 钝化介质通常不导电，因此在有效钝化和电流导出之间存在矛盾，解决方案：使用非晶硅作为钝化层，非晶硅异质结钝化结构（HIT），或使用超博氧化层作为钝化层，隧穿氧化层钝化接触结构（Poly Passivated）。 在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层，同时阻挡少子空穴复合，进而实现电子在多晶硅层的横向传输并被金属收集，极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。 隧穿原理示意图 氧化硅薄层的作用 氧化硅薄层对Poly Passivated钝化效果的影响，混合型硅薄膜结构能有效改善电池背表面的钝化效果，有较低的缺陷态密度，提高了其开路电压。 Poly Passivated电池优势： 优良的界面钝化能力；有效的掺杂使得硅衬底中费米能级分离（高Voc）；很强的多子输运能力（高FFs）。 Poly Passivated VS HIT 对比： 光的寄生吸收损失降低；Si薄膜电阻降低，缺陷态密度也较低；Si/TCO的接触电阻降低。 研究进展 晶体硅（c-Si）是光伏应用的首选半导体材料，占光伏市场的93%，其中3/4属于多晶硅（Bridgman工艺），1/4 是单晶硅（Czochralski工艺）[6]。太阳电池的高效结构设计是提升电池性能的关键因素，目前已成为光伏太阳电池产业化的重要研究方向。 作为高效电池的一个典型代表——钝化发射极及背表面电池 （Passivated emitter and rear cell, PERC），它改善了电池背面的钝化性能，在器件制备工艺中引入了背钝化及开槽接触，电池的转换效率可达25.0%。目前，PERC 太阳电池已经进入产业化，但是激光开槽工艺的复杂性在很大程度上限制了器件的规模化。 带有本征薄膜异质结（Heterojunction withIntrinsic thin film, HIT）太阳电池是目前另一种高效率的太阳电池器件，它通过加入本征薄膜非晶硅来达到提升单晶硅的表面钝化质量，使表面复合电流大幅度减小，电池的最高转换效率已经达到 25.1%。 HIT 结构电池与 IBC 结构电池结合而成的异质结背接触 ( HBC) 电池已经实现26.7%的转换效率。HIT 电池具备比PERC 电池更好的钝化性能，且制备过程中对温度要求更低，但制备工艺比传统晶硅电池复杂，导致HIT太阳电池的制造成本偏高。 为了让电池制备工艺简单的同时可获得较好的表面钝化质量，德国Fraunhofer ISE 研究所设计了一种新型的电池结构，即隧穿氧化物钝化接触（TunnelOxide Passivated Contact solar cell, Poly Passivated）太阳电池，该结构电池由掺杂的多晶硅（poly-Si）/氧化硅（SiOx）堆叠组成。SiOx 层的厚度小于 1.5 nm，以允许光载流子的隧穿传输。超薄 SiOx 层可以由湿化学氧化法，干燥氧化法或 UV-O3制备，实现表面的良好钝化效果。氧化硅层的化学钝化和多晶硅层的场钝化作用，可以显著降低衬底表面的复合程度。同时，超薄氧化硅还可以保证多子的有效隧穿，高掺杂的多晶硅层可显著改善多子的传导性能，因此，Poly Passivated 电池的开路电压和填充因子系数都很高。 2017 年，德国 Fraunhofer ISE 研究所制备出的Poly Passivated 电池转换效率已经达到 25.7%，2019 年另一个德国研究所 Solar EnergyResearch Hamelin ISFH 通过把 Poly Passivated 结构与 IBC 结构结合而成的电池最高转换效率可达到 26.1%。 目前的 Poly Passivated 结构大部分还是应用于太阳电池的背面，n-Poly Passivated 结构在电池背面作为单面钝化层，前表面通常采用扩硼技术。尽管是单面钝化，但是 n-Poly Passivated 结构钝化目前已获得非常优秀的钝化质量。2015 年，美国乔治亚理工学院制备的双面n-Poly Passivated 结构，iVoc 达到 730 mV。2020年德国 Wilhelm-Johnen-Strasse 制备的 µc-SiC:H(n)/SiOx 结构，其 i Voc 达到742 mV。 产业界+一道新能情况 鉴于N型钝化接触电池具有少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小等优点，一道新能源科技（衢州）有限公司（以下简称“一道新能”）于2019年8月开始进行N型双面钝化接触电池的研发工作，电池背面采用绒面结构，颜色均匀，并跟电池正面颜色一致，能够实现双面发电，双面率达到87%。 不同于PERC电池需要通过背面激光开槽来实现浆料与硅基体的接触，PPCell可以实现全背面钝化并促进多数载流子传输，从而实现同时提升电池开路电压与填充因子的作用，获得更高的转换效率，目前P型PERC电池叠加SE技术电池平均量产效率22~23%，N型PPCell量产效率可以达到23.5~24.5%。 与P型PERC电池相比，N型单晶硅片无B-O复合体，光衰低 ，其中，PERC电池首年光衰2.6%，年均光衰0.75%，而PPCell首年光衰低于1%，年均光衰不超过0.4%，因此PPCell可以获得更高的长期发电量。 PPCell电池背面绒面结构，采用银栅线，与P型电池铝背场相比，PPCell电池背面遮光面积更小，光响应效率更高，具备更高的双面率。PPCell电池温度系数低于P型PERC电池，更适合温度较高的应用场景，在一些低纬区域如中东、巴西、非洲等具备天然的使用倾向性与发电收益。下表给出了PPCell与PERC电池的各项参数对比情况： PPCell与PERC电池性能参数表 从总体来看，PPCell电池与PERC电池相比，可以实现更高转换效率，同时在双面率与温度系数方面具备比PERC电池更明显的优势，从而使PPCell度电成本明显降低。 2019年末，一道新能N型PPCell电池的研发平均转换效率达到22.6%，2020年6月完成现有产线的改造，建成产能为100 MW的N型双面钝化接触电池生产线。2020年8月完成背面磷扩工艺优化与量产，N型双面钝化接触电池量产的平均转换效率达到23.5%，到目前为止，该电池研发转换效率已经达到24.0%。以下为一道新能N型PPCell电池的效率分布图与电性能参数： PPCell电池的效率分布图 PPCell电性能参数 后续还可以进一步优化前期工艺，产线平均量产效率可以达到24.5%以上。 光伏电池技术路线： 目前晶硅类电池的技术方向包括单晶和多晶。多晶电池逐渐向黑硅方向升级，单晶包括P型和N型，P型电池中PERC技术逐渐成为主流，叠加SE（选择性发射极）技术，电池效率逐渐提升。但P型电池有其转换效率的极限，而N型电池成为未来高转换效率的方向，目前包括PERT、PPCELL（隧穿氧化钝化接触）、IBC（全背电极接触）、HJT（异质结）四种技术路径。 硅电池技术路线 1）PERC目前技术比较成熟、性价比高，技术相对容易，设备完成了国产化，量产效率达到22.5%以上，成为这两年高效电池主要扩产的技术，叠加SE（选择性发射极)技术，目前依然是光伏电池主流技术。 2）N-PERT可实现量产，技术难度容易，设备投资较少。但是与双面P-PERC相比没有性价比优势，已经证明为不经济的技术路线。 3）HJT效率可达24.5%，工序少、可实现量产，但是其设备贵、投资成本高，成为阻碍其大规模产业化的重要限制因素。 4）PPCELL背面收光较差，量产难度高，一道新能针对这一问题进行了背面形貌优化与poly层改进，目前已经实现量产，后续还可以进一步改善升级。 5）IBC效率最高，可以达到23.5%-24.5%，技术难度极高，设备投资高，成本高，国内尚未实现量产。 PPCELL电池基于N型硅衬底，前表面采用叠层膜钝化工艺，背表面采用基于超薄氧化硅和掺杂多晶硅的隧穿氧化层钝化接触结构，得益于超薄氧化硅和掺杂多晶硅的隧穿氧化层钝化接触结构的应用，两者形成接触钝化结构，可以大幅提升N型电池片的开压和转换效率。高转换效率有望持续降低度电成本，光伏发电最终以实现平价上网为目标，产业降本是必经之路，其中转换效率的提升是电池降本的核心，也是主要竞争力。 从技术路线发展来看，由于P型电池片的转换效率提升存在瓶颈，P型电池片向N型电池片转型或势在必行。下表是一道新能PPCELL电池与当前市场上常规电池的成本对比情况： 为了降低光伏度电成本，一道新能通过技术升级，完成了N型PPCell与P型电池度电成本同价的目标，后续PPCell还存在很大的提效空间，具备更强的市场吸引力，未来将从P型向N型跨越迎来下一次光伏技术革命。从历史发展来看，得益于单晶硅片取代多晶硅片的大趋势，单晶硅片厂商过去几年的产能和销量增长远高于行业新增装机增长。从当前产能布局来看，单晶产品渗透率或即将达到瓶颈，后续单晶硅片渗透率提升所带来的超额收益或将减少，N型产品占比提升将会带来下一轮新的超额收益。 相对于单面电池，双面电池背面可以充分利用大气散射及地面反射的太阳光，若对地面进行反射处理，如白漆、白膜等，增加组件背面的反射，可以显著提升组件的发电效果。依靠双面发电特性，双面组件在土地、沙地和草地上增益发电21%-23%，在水泥地面上增益发电28%，在白漆地面上增益发电36%。 2019年ITRPV预测双面电池市场份额发展趋势如图8所示，双面电池的市场份额将逐渐增加，2019年的占比达到~15%，将在2029年有望达到60%[11]，表明双面电池是未来电池技术发展的趋势。根据国家能源局公布的数据，2018年10个运用领跑基地（5 GW）项目中，双面技术占比为53%，3个技术领跑基地（1.5 GW）项目中，双面技术占比高达66%，可以预见双面电池技术是未来领跑基地项目的必然选择。 ITRPV 2019预测各类太阳能电池市场份额发展趋势 ITRPV 2019预测不同高效太阳能电池的市场份额发展趋势如图9所示，图中可以看出，无论对于P型单晶PERC还是多晶PERC电池，市场份额的占比会呈现出逐年下降的趋势，N型单晶PERC电池的市场份额在2023年之前将维持稳定，2023年之后会缓慢增长；而采用钝化接触技术的电池将呈现逐年迅速增长的态势，尤其是采用钝化接触技术的N型电池，将在2029年有望达到20%的市场份额，是P型钝化接触电池的2倍。 观察全球制造商N型产能利用率，IBC、PERT、Poly Passivated、HJT都在50%以下。深究原因，IBC因为技术难度较高，跨入门坎不易，实际产出仍有待考验。 PERT仅有少数厂家稳定生产，待Poly Passivated技术成熟后，预估将由PERT进行转换。Poly Passivated的发展虽在今年不如预期，也出现稳定产出的一线厂家开始转往HJT进行研究，但仍有大厂释出GW的扩产消息，今年至明年许多PERC扩产也为Poly Passivated预留空间，因此预估1-2年Poly Passivated产能扩充与产出都将超越HJT。HJT因在降本、订单上尚未乐观，明年产出并不看好，但部分大厂及设备商仍在筹备HJT的扩产，未来依旧可期。 整体而言，2021年Poly Passivated与HJT对全球的N型产能占比达到88%，两大技术为N型主流趋势，而预计明年Poly Passivated产出将由2.6GW成长至4.9GW，HJT产出将由1.9GW成长至3.2GW，对比两种N型技术产出数据，预估Poly Passivated产出将领先HJT。 总体而言，中国设备厂家的投入让设备成本逐渐下降，技术也不断成熟，双面电池的市场需求日益成长，这让2021年N型产能扩张将比往年更加明显。 双面电池及组件的产能及实际需求 目前有越来越多的厂家加入N型产品的研究，起初由于成本考虑，Poly Passivated有较多的垂直整合厂投入，考虑到技术、成本、双面市场以及一线厂家对N型技术的投入进度，预估明年Poly Passivated有较多扩产落地。 总结 1. 钝化接触电池可以实现优异钝化性能与接触性能，其中，化学钝化终止了界面缺陷，电场效应使少数载流子远离缺陷界面区域 实现载流子一维纵向输运的同时能降低金属与硅基底的复合，兼顾开路电压与填充因子，能有效提高太阳能电池的转换效率。 2. 与P型PERC电池相比，N型单晶钝化接触电池具备更高效率与使用寿命、弱光响应好与无LID等优势，电池工艺可以与常规电池工艺兼容，可以在现有产线上进行升级，获得效率大幅提升的条件下有效控制成本。 3. 根据ITRPV 2019预测，双面电池技术是符合市场发展的趋势，市场份额将逐渐增加；同时，双面电池技术也是未来领跑基地项目的必然选择。钝化接触技术与双面电池技术的结合，是未来单晶太阳能电池技术发展的主流趋势。
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  • 《为航天器“画像”：就是要破解卡脖子技术》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2019-06-05
    • 30岁的张磊是中国航天科工四院四部一名副主任设计师，每当他讲起自己的职业，外人都很难相信：在过去7年的职业生涯里，他从未到过发射现场，也从未在那里感受过航天器冲破苍穹的发射瞬间。 “所以，你究竟是做什么的？”他不止一次地被问道。 并非所有的航天人都冲锋在发射一线：有的长年伏案实验桌前计算火箭飞行轨迹，有的还要奔走各个试验现场验证理论数据。张磊就是后一类人：计算并设计出一个拥有怎样的外形才能飞得更远、飞得更准的航天器。换句话说，他就是给包括火箭在内的航天器“画像”的人。 每个航天人心中都有一个飞越高山、划破苍穹、破解黑洞的梦想，送达数万公里的高度，定格万亿次的计算。而张磊所在的气动研究团队的梦想，则是用力与热的结合，亲手“画下”火箭的样子，计算出每一个航天器的飞行轨迹，并把它们送上太空——尽管在那最受瞩目的一刻，深藏功与名的他们从未出现在现场。 前不久，在中国青年报·中青在线记者采访期间，这支由22人组成、平均年龄不到33岁的科研团队，刚刚历经5年啃下一块被称作世界级工程应用难题的“硬骨头”。在此之前的2018年，他们在一年之内就组织实施了20多项试验，刷新了年度气动试验数量纪录。他们创新试验方法，还为所在研究单位节省上千万元的科研费用。 而这一切，都源于他们手中的科研“画笔”。 “画笔”决定型号预研成败 “别人看到一艘宇宙飞船，一架航天飞机，一枚运载火箭，一颗人造卫星，往往更关注它们的外观和性能，而在我们的脑海里，浮现的则是这些航天器外观设计运动过程的直观投影。”中国航天科工四院四部气动水动室副主任高太元说。 在别人看来，也许亲眼看到自己研制的航天器发射成功让人激动不已，但对这群气动专业人而言，航天器发射的那一瞬间，不过是按照他们的设定，“重复”此前早已仿真过千百次的飞行画面，而最终的成功，则是对他们前期得出数据的最好检验。 事实上，即便放眼国际航天史，航天器的设计问题都不可小觑。因为设计问题而发生的事故，也让整个航天史多了几分令人唏嘘的悲壮。 比如，还未起飞就在发射台上失火的阿波罗1号。 那次事故造成3名航天员丧命。事后调查发现，阿波罗1号舱门向内开启的设计，导致火灾发生时，宇航员在舱内气压升高的情况下没能打开舱门。 此外，阿波罗1号舱内装载的“空气”也是百分之百纯氧气，在这种环境下，即便是铝，也会像木头般燃烧——火灾的出现也就不令人奇怪了。这次事故的发生，最终迫使美国国家航空航天局暂停了与苏联的太空竞赛。 也因此，在任何一个航天器的研制尤其是预先研制阶段，有关外形气动设计的研究都备受重视，其研究经费往往能达到预研经费的30%乃至50%以上。 正如中国航天科工四院四部气动水动室主任李艳丽所说，气动研究，就是航天器研制的先行军——这一研究描绘了航天器全生命周期的生存环境和穿衣指数，为其他分系统的设计提供了最原始依据。 相应地，这一研究的成败，在很大程度上决定着整个预先研究任务的成功，甚至决定着某个型号最终能否成行。 10多年前，当高太元刚到中国科学院力学所攻读博士研究生时，他被研究所一楼大厅陈列的30多位院士的照片深深地震撼了。毕业时，有机会选择其他行业的他，最终还是选择了航天，“保家卫国是我的初衷，虽然不能像战士一样冲锋陷阵，但我们能创造出‘不战而屈人之兵’的力量。” “谁不向往安逸的生活，但总想日子过得更有意义。就像身边的很多女同事‘不爱红妆爱武装’，投身航天器设计这门‘冷科学’之中，同样可以干得投入！”高太元说。 破解卡脖子问题省下千万元量级经费 工欲善其事，必先利其器。过去这几年，高太元所在的这支科研团队不断思考着一个大问题，即如何在最短的时间里，将“几何参数”变为“气动参数”。最终，他们经过几年努力，以一键式智能优化设计为方向，建成了高性能计算中心。 以前，他们只能通过风洞试验来获取“气动参数”，如今，高性能计算中心的出现，可以替代风洞试验获取80%~90%气动数据，每年省下千万元量级的成本。 “就好比设计一辆自行车，先确定自行车各个部件的数据，再根据这些数据在绘图软件上进行手动绘画，诸如钢条、链条、齿轮、螺母等这些小部件都要精确无误。如此一来，一个自行车模型的设计，很可能就需要画个上千笔，如果需设计多个外形供最终挑选，就要耗费难以想象的时间和人力。”李艳丽说。 而如今，采用了一键式智能优化设计，则是在确定部件形状尺寸之后，将得到的数据输入事先设计好的参数化程序，只需按下按钮，所需设计模型即可生成。 从此，老一辈航天设计师“用算盘计算气动参数、十多个人一算就是一个月”的科研场景，成为历史。 “我们的创新就是要从国家需求出发，关注受制于人的技术领域，解决技术瓶颈关键问题。也正是在这个意识下我们提出大量新概念，敢为天下先。”中国航天科工四院四部主任钟世勇说。 李艳丽告诉记者，她所在的四部以气动专业等技术瓶颈为突破口，逐步形成了基于大数据的航天器总体设计创新模式，提升了总体设计方案初始的成熟度和可靠性，迭代设计周期大幅缩短。而这些，也最终形成了面向航天器全生命周期的应用模式，有力支撑了装备的体系化发展。 高太元说，他的日常工作就是和“升阻比”“装填”“稳定性”“防热”“载荷”这些所谓的航天器设计制约因素打交道，“而最有成就感的事，就是将这些制约设计的‘拦路虎’都打倒，破解卡脖子难题，做出方案来。” 满天星云正扑面而来 而这些，在很大程度上得益于这家科研单位对于年轻科技人才的重视。中国航天科工四院四部党委书记张邵军告诉记者，在四院四部，只要肯拼搏进取，只要能创新创效，单个项目团队获奖50万元、100万元，个人拿到十几万元甚至几十万元的奖励早已不是新鲜事，突出贡献专家和学术技术带头人不断涌现。 张磊就是其中一名佼佼者。回忆刚来航天的那段岁月，无数个通宵达旦已经印象模糊，但师傅对他的“唠叨”至今仍回响在耳边：“台阶要一步步地爬，事情要一件件地做”，这样的工作态度伴随他直到现在。 “站在‘山顶’回望最初那段岁月，所有的‘台阶’历历在目，攀爬的过程正是一个气动新人成长的见证。”张磊说。 贾轶楠是一名航天新兵，这位清华大学力学专业高材生择业时，毫不犹豫地迈进中国航天科工四院四部的大门。她告诉记者，气动（水动）团队年轻积极的氛围打动了她，这里有活力，有创造力，很温暖，关注每一个成员的成长。 “很多入职五六年的青年已成为中流砥柱，看到他们，就像看到五六年以后的自己。”贾轶楠说。 在钟世勇看来，“当下是年轻航天人最好的时代”。 他向记者打了个比方，如果把国家任务、航天事业的发展比作一个航天器，那么在他的青年时代，航天器的飞行速度很慢，迎面而来的只是寥寥星辰；而如今，航天器的速度则有了质的飞跃，那种情景就是——浩瀚宇宙中的满天星云，扑面而来！ “这当然要求年轻人拥有更快的反应速度，不能犹豫！” 张邵军说，航天人极少在新闻报道中露面，他们默默地付出隐藏在历史的更深处，中国航天科工四院四部气动研究团队在这一方面尤为典型。“我们清楚自己在干什么，国家认可我们在干什么，人民受益于我们的工作，这就足够了”。 阿波罗1号事故发生后，美国国家航空航天局对该型号做了重新设计，结果就包括舱门的“再设计”：由向内开启，改为向外开启。后来美国人拍了一部电影《阿波罗13号》，还专门提到这次事故。 对李艳丽及其团队来说，他们常常以这样的例子来提醒自己：“我们自己亲手画下的、亲手设计的航天器，还有没有可能出现问题？” 就像他们常常问自己的：“万分之三与万分之四，小数点后第五位的四舍五入，对整个型号任务方案究竟能带来什么影响？” ——失之毫厘，谬以千里。
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