1839年,法國科學家E.Becquerel在他父親(qin) 的實驗室中,緩慢地將兩(liang) 片鉑金屬電極插入到氯化銀酸性溶液中,自此發現了液體(ti) 的光伏效應。一扇足以改變未來能源體(ti) 係的大門就此打開。
1883年,美國科學家在鍺片上鍍上一層硒金屬電極,建立了第一塊光伏電池,即便這塊電池的轉換效率隻有1%,卻讓人們(men) 第一次發現了可能顛覆燃煤發電的新事物。
1916年,波蘭(lan) 化學家發現了提純單晶矽的拉晶工藝,推動了半導體(ti) 製造業(ye) 的發展;1940年,美國半導體(ti) 專(zhuan) 家製造出了固態二極管的基本結構p-n結,奠定了如今太陽電池的技術基礎;1953年,美國科學家製造出晶體(ti) 矽太陽電池,每個(ge) 大約2厘米,轉換效率約為(wei) 4%。從(cong) 此,太陽電池開始走向工業(ye) 領域。
在一次次重大創新中,光伏完成了從(cong) “出生”到“幼年”的成長蛻變,但在這個(ge) 時期,中國是缺位的。此後,光伏逐漸從(cong) “幼年”奔向成熟,中國也終於(yu) 開始在光伏創新中嶄露頭角,並逐漸從(cong) 追隨者變為(wei) 引領者,成為(wei) 了全世界光伏創新的一方高地。
為(wei) 了實現更加高效同時更低成本,中國光伏行業(ye) 付出了艱苦卓絕努力。幾十年來,諸多企業(ye) 前赴後繼,一代代技術“長江後浪推前浪”,不斷的創新、淘汰、升級、再創新。在這段曆史進程中,有很多人不該被忘卻,有很多創新理應寫(xie) 進教科書(shu) 。
11月3日,“2020年度國家科學技術獎勵大會(hui) ”在人民大會(hui) 堂召開,由天合光能主導(主要完成人:天合光能高紀凡、江蘇大學丁建寧、常州大學袁寧一、江蘇大學程廣貴、蘇州邁為(wei) 科技周劍、常州捷佳創左國軍(jun) )的“高效低成本晶矽太陽能電池表界麵製造關(guan) 鍵技術及應用”榮登“國家技術發明獎”名單之中,光伏登上了國家科學技術獎的至高舞台,這是中國光伏技術創新的一座裏程碑。

就此,華夏能源網就光伏技術創新話題特別專(zhuan) 訪了光伏行業(ye) 知名專(zhuan) 家,中山大學太陽能係統研究所所長沈輝教授,以下是采訪實錄:
華夏能源網:近日,天合光能主導的“高效低成本晶矽太陽能電池表界麵製造關(guan) 鍵技術及應用”獲得光伏行業(ye) 首個(ge) 國家技術發明獎,對於(yu) 該獲獎項目,您認為(wei) 其創新價(jia) 值如何?對於(yu) 行業(ye) 有何意義(yi) ?沈輝:此次天合光能主導完成的科研工作榮獲“國家技術發明獎”,是國家對天合光能多年來在晶體(ti) 矽太陽電池技術方麵取得創新成果的肯定,也是對中國光伏行業(ye) 發展的肯定。
通過數十年發展,中國首先實現晶體(ti) 矽太陽電池技術創新到產(chan) 業(ye) 化轉移,取得了領先全球的成就,創造了中國光伏奇跡。天合光能領導層非常重視科研工作,特別是國家科技部授予的“光伏科學與(yu) 技術國家重點實驗室”在企業(ye) 創新發展中起到了決(jue) 定性的作用。
這個(ge) 獎項的創新價(jia) 值,在於(yu) 晶體(ti) 矽太陽電池領域具有共性關(guan) 鍵技術的突破得到了認可,也更讓光伏界對光伏技術作為(wei) 未來主導能源之一充滿了信心。
華夏能源網:縱觀中國光伏行業(ye) 發展史,重大創新不斷湧出,如薄膜、單晶、顆粒矽、N型電池、大尺寸矽片等,在創新過程中,有競爭(zheng) 和矛盾,更有失敗的技術和企業(ye) 。您認為(wei) 在中國光伏發展史中,行業(ye) 的技術創新都有何經驗和教訓?對於(yu) 創新,您有哪些方麵的思考可以和大家分享?沈輝:任何行業(ye) 隻有通過競爭(zheng) 與(yu) 創新才能健康快速發展。從(cong) 曆史發展來看,光伏基本理論與(yu) 技術主要是由西方發達國家率先發展的,但在技術轉化與(yu) 升級、大規模產(chan) 業(ye) 化關(guan) 鍵技術突破,特別是整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈的整合與(yu) 降低成本等方麵,中國光伏企業(ye) 突破了重重難關(guan) ,讓晶體(ti) 矽太陽電池為(wei) 代表的光伏發電具有了與(yu) 傳(chuan) 統能源競爭(zheng) 的能力,這是中國人首先做到的,這一點將會(hui) 載入史冊(ce) 。
在中國光伏最近20年的發展過程中,我國企業(ye) 在高純矽生產(chan) 、薄膜太陽電池發展以及晶體(ti) 矽太陽電池某些技術發展過程中,也付出過沉重的代價(jia) ,失敗的案例不少,但總體(ti) 來說,中國光伏是非常成功的,許多企業(ye) 在發展中不斷積累了經驗,能夠正確把握發展方向。
目前我們(men) 更需要理性思維,對於(yu) 所謂的取代性的顛覆性技術要科學分析,不要一哄而上,更要進一步加強行業(ye) 界的團結協作。此外,我們(men) 不僅(jin) 要大力生產(chan) ,更要多用與(yu) 用好光伏產(chan) 品,我們(men) 生產(chan) 光伏是要創造價(jia) 值,但更重要的是改變我們(men) 的能源結構,因為(wei) 中國更需要光伏發電這樣的清潔能源!
創新是基礎研究-技術發展-工藝優(you) 化-產(chan) 品中試-商業(ye) 化生產(chan) 的完整閉環。創新需要科研團隊潛心研究為(wei) 基礎,同時也需要洞察創新帶來的未來商業(ye) 化價(jia) 值。無論是哪種技術路線,最終需要得到市場認可,給客戶創造價(jia) 值,才有可能成功。另一方麵,我們(men) 需要加大科研能力,發揮科技工作者的聰明才智,做長期主義(yi) 者,充分認可技術研究在行業(ye) 創新活動中的作用。
華夏能源網:多年來,在諸多光伏技術和產(chan) 品的創新中,起到帶頭和推動作用的從(cong) 來都是龍頭企業(ye) ,成功者更為(wei) 成功,而失敗便可能一無所有。您對龍頭企業(ye) 執意於(yu) 創新引領地位有何評價(jia) ?其中對於(yu) 天合光能的創新引領貢獻,是如何看待的?沈輝:一直以來,起到帶頭作用並推動行業(ye) 發展的企業(ye) ,都是以創新作為(wei) 企業(ye) 發展的戰略之一。而從(cong) 研發到產(chan) 業(ye) 化的創新體(ti) 係,又確保了企業(ye) 的長期發展。
龍頭企業(ye) 需要堅持不斷創新,善於(yu) 投入創新資源,才能在自身發展的基礎上,帶動行業(ye) 的發展。天合光能的發展戰略的核心,是創新、品牌、全球化。設立在天合光能的“光伏科學與(yu) 技術國家重點實驗室”,在過去的10多年的時間裏,集聚了一批優(you) 秀的科研人才隊伍。第一任主任是黃強博士,打下了很好的發展基礎。後來,特別是在第二任主任馮(feng) 誌強博士領導下,在國際光伏權威Pierre Verlinden博士、Pietro Altermatt博士直接指導下,通過全體(ti) 科研人員努力,天合光能率先取得一係列科技創新成果,研製的晶體(ti) 矽電池與(yu) 組件的轉換效率創造了20多項世界紀錄,國重室所取得的這些研究成果對企業(ye) 創新發展起到了決(jue) 定性的作用。光伏科學與(yu) 技術國家重點實驗室同時與(yu) 國內(nei) 外行業(ye) 內(nei) 頂尖科研院所建立了開放合作的機製,出成績,也就是自然而然的事了。
華夏能源網:在行業(ye) 目前的主流創新中,顆粒矽、大矽片、以及包括鈣鈦礦、TOPCON和HJT在內(nei) 的新型電池都是光伏行業(ye) 全力推崇的,這些技術創新的方向,您最看好哪一個(ge) ?有哪些“坑”是應該避開的?沈輝:擁有一個(ge) 良好的、寬鬆的創新環境很重要,就是行業(ye) 要允許各種技術路線和產(chan) 品路線的自由競爭(zheng) ,對於(yu) 原創性的技術更需要大力支持。
太陽電池主要分為(wei) 兩(liang) 大類,晶體(ti) 矽電池與(yu) 薄膜電池,兩(liang) 類都各有各的技術優(you) 勢與(yu) 應用市場,都值得推廣發展,多種薄膜電池都有發展機會(hui) 與(yu) 空間,不過晶體(ti) 矽電池的主流位置很難被替代。
還有多種矽料技術、多類新型的電池結構,不能簡單說哪一種好,哪一個(ge) 不好,最終還是需要市場的檢驗。各級政府與(yu) 行業(ye) 界要積極營造鼓勵創新、百花齊放的局麵,這是行業(ye) 健康發展的重要基礎與(yu) 必要保障。
華夏能源網:與(yu) 國外相比,我們(men) 的光伏製造和應用已經全麵領先,在技術創新方向還有差距。與(yu) 國外領先國家相比,我們(men) 的光伏技術最應追趕的方向,或者說最需要補齊的短板是什麽(me) ?沈輝:中國光伏行業(ye) ,從(cong) 模仿創新,到自主創新和產(chan) 業(ye) 化規模化,走過了快速發展的道路。從(cong) 光伏技術的發展曆史看,中國光伏產(chan) 業(ye) 技術發展,相對美國、日本、德國等國外發達國家,曆史是比較短的。我們(men) 的原始創新、我們(men) 的軟硬件方麵的技術積累還不夠,都還有待加強。隻有注重科學研究,注重技術研究,積累不動搖,光伏領域的突破性技術,才可能在未來出現。
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