編者按：1月9日下午，由亞洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會、保利協(xié)鑫能源控股有限公司聯(lián)合主辦的第四屆光伏產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新合作高峰論壇在蘇州舉行。中山大學太陽能系統(tǒng)研究所所長沈輝教授應邀在會上作《光伏的過去、現(xiàn)在與未來》主旨報告。
沈輝教授主要觀點認為：
*中國有上萬年燦若繁星的太陽文化，使得中國對太陽能產(chǎn)業(yè)情有獨鐘。中國古代也是有科學的，但是并沒有形成系統(tǒng)，只是注重了技術的傳承。
*光伏產(chǎn)業(yè)的科學理論、技術裝備源于西方，但是，中國的優(yōu)秀企業(yè)家消化國外的先進技術，推動了中國光伏發(fā)展步伐領先全球。
*目前半導體材料技術、晶體硅生產(chǎn)工藝基本原理很難被顛覆，萬變不離其宗。異質(zhì)結(jié)等新型硅基太陽電池有更大的發(fā)展空間，也是中山大學太陽能系統(tǒng)研究所團隊主要的研究方向。
*光伏和建筑融合應該更加美觀、更有設計感，使每個建筑都有靈魂和生命，這是很大的一個市場。與高速公路及高鐵結(jié)合的光伏交通長廊、太空發(fā)電應該引起更大的重視。
以下為現(xiàn)場速記內(nèi)容：
光伏對我們來說不是一個產(chǎn)業(yè)，或者不僅僅是一個產(chǎn)業(yè)，光伏對我們來說就是一個偉大的事業(yè)。光伏產(chǎn)業(yè)它的周期有多長?只要我們?nèi)祟愡€在，地球還在，太陽還在，太陽能光伏這個產(chǎn)業(yè)就會持續(xù)到那個時間，我們?nèi)祟愐簧聛砭蜁吹教枴?br />
主要是談幾個方面，過去談什么，我談文化;現(xiàn)在講科學發(fā)現(xiàn)與技術進步，未來，我會談一下我的感想。
過去，三天三夜談不完，我寫了一本《我心中的太陽》，這本書基于神話、科學、文化、佛學、藝術、哲學于一體歌頌太陽。兩個“太陽”，一個是物質(zhì)的太陽，另外一個更重要的是在我心里面的精神的太陽。為什么我們中國太陽能產(chǎn)業(yè)這么情有獨鐘?中國人有燦爛的太陽文化，有八千年、上萬年的太陽文化，你們想跟我們在光伏上一爭高低，沒門。
從神話開始，盤古開天地，最后他渾身都變成了山河，左眼變成太陽，右眼變成月亮，這是最早的太陽和月亮的來源。伏羲和女媧，伏羲手舉太陽，女媧手舉月亮。然后“太極生兩翼”，日經(jīng)就是太陽的規(guī)律。中國有三大奇書，《皇帝內(nèi)經(jīng)》、《山海經(jīng)》、《易經(jīng)》，到現(xiàn)在也不知道誰寫的，哪個年代寫的，都是和太陽相關的。三皇五帝，有一個夫人生了十個太陽，還有一個夫人生了十二個月亮，大家看來《山海經(jīng)》是杜撰的，但是今天來看是對的，所講的在三星堆都找到原形，說明古代文化是相輔相成的。
另外一個是《詩經(jīng)》里面早就發(fā)現(xiàn)日食的記錄，很多學者說中國沒有科學，我反對。中國古代是有科學的，但是我們沒有形成系統(tǒng)，我們只是注重了技術的傳承，沒有把科學展示出來。《詩經(jīng)》里面就有最早的日食記錄，在尚書里面。
《山海經(jīng)》里面的“下有湯谷，湯谷上有扶桑”，就是大樹，上面有10個太陽。每天早上一個太陽輪流工作。10個太陽晚上洗澡沐浴，所以大家看到每天早上太陽都是干干凈凈的。所以九日居下枝，一日居上枝，上面就是10個鳥，10個太陽，有6棵，現(xiàn)在兩棵恢復原處進行展出，這是和《山海經(jīng)》對應起來，這是有緣由的。
成都是非常有文化的城市，挖出來的太陽神，中間就是太陽化作12道光芒，外面4只鳥。這是古代的背著太陽，然后象征著東西南北也象征著春夏秋冬。成都的天府廣場就是太極，現(xiàn)在很多人講長江文明說不定比黃河文明更古老。
這次的馬王堆我等了兩年，去年才開放。所有馬王堆的遺物全部搬到湖南博物館了，那里面展出它的T形帛畫，照得不清楚由電腦展析，有天上的，有地界的，天上的就有太陽，太陽里面也有一只鳥，這在《山海經(jīng)》、《淮南子》里面都是對應的。
在廣東肇慶，有一個睡佛，每到3月份、9月份太陽栩栩下落像落到睡佛口中，這就是臥湖吞丹自然景觀，這是非常奇妙的景觀。
頤和園17孔橋，每到冬至前后，太陽會照到每一個橋孔，好像橋發(fā)出燈光一樣的，然后介紹說是古人無意而為，可能是碰巧了。但是我想它低估了古人的智慧，也許人家專門設計的也有可能。英國的那個巨石陣，太陽冬至穿過一個橋洞，就是一個天文臺。還有少數(shù)民族地區(qū)新疆，也有非常有名的八卦，八卦怎么來的?都是從伏羲的陰陽開始的，和天下都是有關系的。
云南楚雄太陽歷文化公園，彝族以火為圖騰，有射日射月的神話人物支格阿龍，一直使用一年十個月的太陽歷法。
說沒有科學，這就是最大的科學。二十四節(jié)氣就是太陽和地球之間每15度就是一個節(jié)氣，這是太陽光中度的不同，強度、投影、角度不同造成了我們地球上多種的環(huán)境，多種的生態(tài)，這就是我們古代一個偉大的發(fā)明，這就是科學的知識。還有，我們最早的祭祀日軌，這是皇家才有可以宣布這個時間，大家到太和殿、乾清宮都有日軌，這是赤道式的日軌，這也是太陽記時的一個印記。
另外還有一個神奇的是陽燧，我們在秦朝的時候大量用青銅，對著太陽8厘米的直徑，如果有太陽直照瞬間把火點起來，我現(xiàn)在就做這樣一些東西，瞬間就可以把煙和樹葉點燃，這就非常神奇的，我們不僅僅是有文化、有傳說還有過硬的技術。
我們是搞太陽能的，應該說我們這個事業(yè)是有深厚的文化底蘊的。我收集了很多，光古書就相當于一百本，包括楚辭里面的大量跟這個相關的，我收集了非常多。
下面講講現(xiàn)在，這一點我想我們現(xiàn)代科學就是太陽的科技是從西方開始的，這是沒有疑問的，首先是貝克勒爾19歲的時候做電化學實驗，就發(fā)現(xiàn)了光電流現(xiàn)象，然后就是德國的赫茲做無線電發(fā)現(xiàn)了光電效應。我們搞太陽電池是跟愛因斯坦有巨大關系的，因為愛因斯坦給了光子的概念，愛因斯坦建立了光電效應方程。后來，貝爾實驗室三位科學家建立太陽能電池理論，首先太陽電池先是解決地面的電話機用電，后來一看天上更管用，這就是美國光伏大會的大獎“威廉獎”的來源，是威廉先把太陽能電池用于衛(wèi)星上面的。
這是有一系列科學的基礎，非常遺憾三位沒有拿到諾貝爾獎，我有三位采訪的講話，特別是左邊的這位他還講，他做太陽電池時沒想到用到衛(wèi)星，他那個時候1954、1955年根本沒有衛(wèi)星，所以太陽能電池最大的貢獻就是“天上人間”，如果沒有太陽能電池就沒有今天的科技和太空技術，現(xiàn)在在地面上發(fā)揮了作用。
我總結(jié)中國光伏是三部曲：首先晶體硅組件，通過尚德、天合等一批企業(yè)做到世界第一，另外是賽維、晶龍硅片的做到第一。最難的就是多晶硅，2001年我跑四川的739，當時9臺爐子，每年只有20噸。最后，保利協(xié)鑫啃下了這個硬骨頭，再加上裝備，我們產(chǎn)業(yè)鏈打通了，這四部曲，中國都是霸主。第五部曲就是有沒有顛覆性的技術，如果顛覆性的技術出來了，我們會措手不及，但是我是學半導體的，我是普利斯頓材料專業(yè)的，我還是相信硅，取代硅片不容易的，除非半導體顛覆。
這個就是一個Peter F.Varadi，它建立第一個太陽能電池廠是給地面用的，這是第一家太陽能電池廠，《太陽升過地平線》這個書寫了兩個“中國奇跡”，這是他先寫的。
下面我說一下關于基本思路，我認為新型硅基太陽電池是有大量的發(fā)展空間，包括異質(zhì)結(jié)。
我們的團隊就是研究新型技術，到今天，毫不疑問地講我們中國的光伏是霸主，但是任何一個裝備、任何一個現(xiàn)象都是西方人發(fā)現(xiàn)的，我們的科學家沒有貢獻太多的力量，主要是企業(yè)家消化國外的先進技術站起來的，這對搞科研的人是非常大的壓力。
下一步該怎樣做，這么多年我們堅持硅片是基礎，在硅片上面我們要找別的材料來做成異質(zhì)結(jié)的材料，沒有擴散過程，PVD的方法，就是環(huán)保的方法做，我們主要是硫化物、氧化物系列和金屬、氧化物、金屬多層膜系列。
如果公布的話，我們有6項都是世界紀錄，但是還未得到大家的認可，都是在實驗階段。
比如說硫化銦這個系列我們是做得最高的，硅片上面鍍兩個膜，一下就出來了。我們內(nèi)部都在抓緊，另外還有多層膜的技術，這個概念是我們現(xiàn)在文章也提出來的，我們也做到了20%多的效率。
用金屬膜的，我們做到22%的效率，但是這個是沒拿到產(chǎn)權，我們現(xiàn)在知識專利，文章已經(jīng)出來，但是我們自主開發(fā)、自主知識產(chǎn)權、包括專利、國際專利我們都申報過了。
最后講講光伏發(fā)展的最高境界。原理我認為很難突破，光伏效應。什么叫光伏效應?沒有嚴格的物理學定義，實際上光伏效應是在液體里面，電化學發(fā)現(xiàn)的，但是和我們現(xiàn)在是半導體里面產(chǎn)生光分載離子，光合作用也可以做的，但是效率極低。我想半導體材料大概很難顛覆，生產(chǎn)工藝，將來熱擴散、離子注入，會不會由CVD、PVD物理沉積來代替。一般的物理鍍膜，大規(guī)模的生產(chǎn)包括幕墻玻璃這樣的，這是非常低廉價的。另外是異質(zhì)結(jié)、光譜轉(zhuǎn)換效率方面，從轉(zhuǎn)換效率單結(jié)30%，多結(jié)50%聚光，現(xiàn)在最高46%。
太陽電池發(fā)電分很多的步驟，電子空芯怎樣走，什么擴散程度等都是有關聯(lián)的，還有光譜，根據(jù)你的進站寬度哪個地方最適合，最后哪塊面積最大，從理論上哪個地方是光譜利用率最高的，跟它的波長、頻率和分布匹配。萬變不離其宗。
當然光伏建筑現(xiàn)在太便宜了，一磚一瓦做成建筑材料就是巨大的市場。做薄膜有它的優(yōu)點和特點，但是晶硅同樣可以做成光伏瓦、光伏幕墻一樣地漂亮，像低碳建筑。另外在汽車上、郵船上，最高的境界就是太空發(fā)電，那么我想建筑方面我不去多說。
光伏跟建筑融體，每個建筑都有了靈魂和生命，每天早上太陽升起和落下都和太陽一起對話，太陽從此有了靈性。但是這個一定要有機地打造，讓建筑學家首肯，不要蓋上去以后很難看，像補上一個補丁。一個建筑沒有太陽能就是丑陋的建筑，一定是要集成到這樣的水平，所以建筑是非常根本的方向，老城區(qū)改造等，這都是成片的，完全可以用晶硅做成建筑材料，開創(chuàng)我們的建筑系列，這是非常大的產(chǎn)業(yè)開發(fā)，中國的別墅十個有一個用就不得了，這是多大的市場。
另外非常遺憾，我們是光伏大國，我們遍地都是太陽電池，能拿出好看的基本上沒有，蘇州是非常有文化的，在蘇州的太湖邊上，蘇州的景區(qū)能否光伏搞幾個像樣和標志性的項目，震撼性的項目，像日本就有，你看小小的電池做得多漂亮。我們要有宣傳的力量，光伏是很神奇的，政府要在景區(qū)高科技地做出來，這在現(xiàn)在沒有這樣的東西，非常可惜。所以希望協(xié)鑫能夠帶頭能夠把這個東西弄出來。
另外在船上面，可以把太陽能電池集成，包括飛機上的，動力2號在南京作宣傳時，我也是配合給它做報告的。說不定過幾年太陽飛機就可以商用化了，所以在這方面我們要有所準備和積極靠攏。
我認為我們有兩個重要的市場沒有引起重視，通過協(xié)鑫等領軍企業(yè)，能否向政府提出來，就是光伏交通長廊，在所有的高鐵、高速公路邊上建起來，這完全是有100個GW和上千個GW的容量，不占地方，而且隔音、隔欄，這也是交通配套的，這個將來是了不起的，我們在江蘇省能否將它做成重大的工程將它做起來。還有是太空發(fā)電，因為我們左右不了，國家已經(jīng)在重慶做前期研究了，那我們晶硅該怎樣配合，所以全部用砷化鎵是不可信的，太空電站肯定是晶硅首當其沖。為什么我們是做P型硅的，P型硅就是天上用的，包括半導體都做了詳細的實驗，這里面我們能否在南海建立空間電站，現(xiàn)在大家在爭議南海那么大廣的地方，我們做微波接收站，全部利用起來，然后向珠三角、長三角供電。
因為日本2030、2040年就要實現(xiàn)了，2003年我見到一個日本的專家，他將近70歲了，他說他在造空間電站，我說什么時間實現(xiàn)?他說2030年。
在高速公路上可以做得非常漂亮，我們可以把這個變成重大的專項。你看鐵路的隧道上全是太陽能電池，這是第一輛太陽電池直接驅(qū)動高速列車的，比利時的，當時作為一個亮點，我們高鐵做起來就不怕大雪，這是多大的工程，光伏交通長城就可以100個GW、200個GW。還有一個是美國人提出來的，日本人和美國人已經(jīng)做了前期的工作了，太空的原理不說了，就是微波方面。如果是太空間站24小時滿負荷發(fā)電，就不存在說不穩(wěn)定了，就是連續(xù)發(fā)電的。那我想這個能不能實現(xiàn)我們在3.6萬公里的高度，當然還有人提出來在月球上，但是太遠了。
這個日本已經(jīng)在做了，大概在2030年在東京直接供電，大家也知道中國已經(jīng)開始了，在重慶已經(jīng)設點，開始做前期微波，先做一個小范圍的比如說幾百米高度的微波發(fā)射，微波接受發(fā)電。當然如果能夠終端解決太陽，能夠一勞永逸地解決能源問題，將來到外星球生活，也是靠太陽。有時候我想我們生太早了，再過一百年說不定我們在火星上了，可能一百年以后、兩百年以后更加精彩，我們真的可以做夢想一想了。
我們要堅定不移地做這一偉大事業(yè)，謝謝!
原標題：沈輝：以硅片技術為基礎，新型硅基太陽能電池有更大發(fā)展空間
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