三、 轉(zhuǎn)化的靈感

在一個(gè)明媚的清晨，迎著海風(fēng)，漫步在金黃潔凈的沙灘上。掬起一把細(xì)沙，在陽(yáng)光的照射下，你會(huì)看到沙粒間有一些白色的亮點(diǎn)在反光，似乎是在向你眨眼，在暗示著什么。

文明的進(jìn)步，讓人類(lèi)得以破譯出自然的暗示，窺探自然的語(yǔ)匯。這白色的亮點(diǎn)就是石英，主要成分是二氧化硅SiO2。二氧化硅，通過(guò)冶煉獲得硅粉，再經(jīng)一系列化學(xué)的、物理的提純工藝就可生成高純度多晶硅硅錠。硅錠經(jīng)過(guò)切片、刻蝕、清洗、絲網(wǎng)印刷、測(cè)試等一系列工藝加工成電池片，電池片再經(jīng)過(guò)層壓、焊接等工序封裝成組件。直到這時(shí)，一塊能光照發(fā)電的太陽(yáng)能電池組件才算最終制造完成。整個(gè)過(guò)程集中了人類(lèi)在物理、化學(xué)、微電子等一系列最頂尖的知識(shí)和技術(shù)，堪稱(chēng)人類(lèi)智慧的結(jié)晶。

粗糙的沙粒轉(zhuǎn)化為精湛的電池，對(duì)陽(yáng)光的照射的反應(yīng)從簡(jiǎn)單的反射轉(zhuǎn)變成復(fù)雜的能量吸收、電能的轉(zhuǎn)換，仿佛人類(lèi)將生命的活力注入進(jìn)了這些冰冷的砂石中，這背后又是一種怎樣的靈感啊。

光伏電池的發(fā)電原理是光電效應(yīng)：太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在P-N結(jié)電場(chǎng)的作用下，光生空穴由N區(qū)流向P區(qū)，光生電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。從發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)到可以大規(guī)模地制造商業(yè)用光伏電池，人類(lèi)用了一百年的時(shí)間。

人類(lèi)自生發(fā)展的歷史就是一部人類(lèi)不斷發(fā)現(xiàn)能源、獲取能源、轉(zhuǎn)化能源的歷史。我們的生活無(wú)時(shí)無(wú)刻都離不開(kāi)能源的轉(zhuǎn)換。食物鏈的本質(zhì)就是一個(gè)龐大的能源轉(zhuǎn)換過(guò)程，人只是這個(gè)鏈上的一小環(huán)。每個(gè)人天生就有一種渴望支配和獲取更多能源的本能，這就是人性的貪婪或者說(shuō)是進(jìn)取精神。當(dāng)你有能力支配更多的能源時(shí)，你就能夠吃上更精美的食物，住上更豪華的房子，體驗(yàn)到更完美的旅行。

晶體硅電池發(fā)展的趨勢(shì)是低成本發(fā)電，這是光伏技術(shù)的發(fā)展方向。低成本的實(shí)現(xiàn)途徑包括效率提高、成本下降及組件壽命提升三方面。效率的提高依賴(lài)工藝的改進(jìn)、材料的改進(jìn)及電池結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。目前的電池光電轉(zhuǎn)化效率，多晶硅約16%，非晶硅薄膜約9%。成本的下降依賴(lài)于現(xiàn)有材料成本的下降、工藝的簡(jiǎn)化及新材料的開(kāi)發(fā)。組件壽命的提升依賴(lài)于組件封裝材料及封裝工藝的改善。因而，晶體硅電池發(fā)電的平價(jià)上網(wǎng)時(shí)間表除了與產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大有關(guān)外，最重要的依賴(lài)于產(chǎn)業(yè)技術(shù)（包括設(shè)備和原材料）的改進(jìn)。

在原材料方面， 多晶硅料是光伏行業(yè)的核心原料。我國(guó)已經(jīng)基本掌握了西門(mén)子法，以協(xié)鑫光伏為代表的多晶硅企業(yè)率先掌握了冷氫化工藝技術(shù)，在大規(guī)模合成、高效提純、低電耗還原、四氯化硅氫化等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)取得了突破，實(shí)現(xiàn)了廢氣的閉環(huán)回收利用和污染零排放。率先實(shí)現(xiàn)了每公斤20美元的生產(chǎn)成本。

在電池制造工藝方面， 人類(lèi)更是無(wú)所不用其極。通過(guò)離子注入技術(shù)提高摻雜的均勻性。利用不足100微米的金剛線(xiàn)，提高切割速度，降低線(xiàn)損和硅片厚度。在電池表面等離子制絨，延長(zhǎng)入射光光程，并通過(guò)內(nèi)表面反射減少反射損失，提高轉(zhuǎn)換效率。僅靠工藝水平的改進(jìn)對(duì)電池效率的提升空間已經(jīng)越來(lái)越有限，電池效率的進(jìn)一步提升將依賴(lài)新結(jié)構(gòu)、新工藝的建立。具有產(chǎn)業(yè)化前景的新結(jié)構(gòu)電池包括選擇性發(fā)射極電池、異質(zhì)結(jié)電池、背面主柵電池及N型電池等。這些電池結(jié)構(gòu)采用不同的技術(shù)途徑解決了電池的柵線(xiàn)細(xì)化、選擇性擴(kuò)散、表面鈍化等問(wèn)題，可以將電池產(chǎn)業(yè)化效率提升2～3個(gè)百分點(diǎn)。

在設(shè)備制造方面，設(shè)備投資是電池生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)的初始投資中的主要部分，是制約電池成本下降的主要因素之一。中國(guó)電池的制造成本世界最低，就是部分地歸因于設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。從原材料制造到電池制造再到組件制造，中國(guó)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度較高，但是在幾種價(jià)值較高的關(guān)鍵設(shè)備上雖然實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化但技術(shù)水平還與國(guó)外有一定差距，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模市場(chǎng)應(yīng)用，如還原爐、PECVD設(shè)備、燒結(jié)爐和全自動(dòng)絲印機(jī)。中國(guó)光伏人仍需努力。

凡此總總，不一而足。電池的每一個(gè)百分點(diǎn)的效率進(jìn)步無(wú)不凝聚著人類(lèi)探索自然的智慧和勇氣，每一個(gè)百分點(diǎn)的成本降低無(wú)不彰顯著人類(lèi)在制造實(shí)踐中的巧思和靈感。

隨著人類(lèi)地不斷探索，電池轉(zhuǎn)化效率的提升和電池成本的降低，光伏平價(jià)上網(wǎng)正在加速逼近。2012年，光伏組件的成本已達(dá)到每瓦0.72USD，光伏系統(tǒng)成本已達(dá)到每瓦1.4USD，光伏發(fā)電的成本已達(dá)到每度電0.15USD。在某些歐洲國(guó)家，這意味著在工業(yè)用電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)。在不久的將來(lái)，光伏發(fā)電將能夠在更多國(guó)家的普通電力市場(chǎng)上和水電、核電進(jìn)行平等的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾碾娏?lái)源。

光伏的本質(zhì)，是將不可再生能源轉(zhuǎn)換成為可再生能源的載體，將它由死邊活，由有限變無(wú)限，最終完全擺脫化石能源對(duì)人類(lèi)的束縛。讓我們想象一下，90年后地球上化石能源耗盡，全球居民用電50%來(lái)源于光伏。而中國(guó)那時(shí)完全用太陽(yáng)能為電力在制造光伏電池，控制著全球光伏80%產(chǎn)能，這種能源威懾力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出核武器。不費(fèi)一兵一卒，我們就可以輕易讓敵國(guó)熄火。只有從這個(gè)戰(zhàn)略高度，你才能理解控制全球新能源制高點(diǎn)重要性。提前布局、規(guī)劃引導(dǎo)，擴(kuò)大全球市場(chǎng)份額，開(kāi)放國(guó)內(nèi)并網(wǎng)，要比去限制它、阻礙它，要明智得多。

以目前光伏電池達(dá)到的轉(zhuǎn)化效率和成本，按照電池組件25年的使用壽命計(jì)算，1W太陽(yáng)能組件在25年中能夠產(chǎn)生32.62度電，而1W太陽(yáng)能電站從硅料開(kāi)始直到電池、組件、電站系統(tǒng)建成，共需要消耗0.95度電。這意味著，晶硅電池僅用0.8年就可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)電池所消耗的電能能量的返回，隨后輸出源源不斷的綠色能源。

客觀的講，從整個(gè)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，太陽(yáng)能是沒(méi)有污染、低耗能的。只是上游生產(chǎn)環(huán)節(jié)是有污染和非低碳的但是可控的。隨著多晶硅技術(shù)進(jìn)步，低能耗還原、冷氫化、高效提純等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)一步提高，副產(chǎn)物綜合利用率進(jìn)一步增強(qiáng)。先進(jìn)企業(yè)能耗已達(dá)到40千瓦時(shí)/千克、生產(chǎn)成本達(dá)到19美元/千克的國(guó)際先進(jìn)水平。“高能耗高污染”的誤導(dǎo)和妖魔化，是一些別有用心的人編造出來(lái)的謊言。海外的既得利益者對(duì)中國(guó)光伏業(yè)近幾年在技術(shù)上、產(chǎn)能上的超越式發(fā)展，羨慕嫉妒恨。企圖從輿論上誤導(dǎo)，從海外市場(chǎng)上雙反圍剿，從專(zhuān)利技術(shù)上遏制。國(guó)人必須保持客觀清醒，正本清源，反戈一擊。

收集陽(yáng)光就是我們的使命。還有比光伏更光榮更具公益精神的產(chǎn)業(yè)嗎？光伏行業(yè)初期難免會(huì)碰到各種問(wèn)題和困難，隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)的成熟、市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，所有問(wèn)題都將迎刃而解。歷史必將證明，誰(shuí)都無(wú)法阻止光伏前進(jìn)的車(chē)輪。中國(guó)在這場(chǎng)新的戰(zhàn)略能源競(jìng)賽中，必須先拔頭籌，當(dāng)仁不讓。

對(duì)于人類(lèi)而言，太陽(yáng)能是無(wú)限的，而制造電池的原料-硅，它在地球上的儲(chǔ)量也幾乎是無(wú)限的。硅位于元素周期表第四族，在地殼中分布很廣，在所有元素豐度分布的順序上占第二位，僅次于氧。這難道僅僅是一個(gè)巧合嗎？當(dāng)人類(lèi)還無(wú)法參透這其中的深思熟慮、巧妙布局時(shí)，我們只能由衷地感謝自然的慷慨和大度了。

海風(fēng)在輕撫著沙灘，金色的陽(yáng)光讓天空更加蔚藍(lán)，人們海灘上自由地嬉戲、漫步。我們衷心祈禱自然能賦予人類(lèi)更多的靈感，讓這個(gè)無(wú)比美麗的地球家園得以世代延續(xù)?？稍偕茉吹睦?，終將幫助人類(lèi)實(shí)現(xiàn)我們?yōu)橹非罅藥浊甑馁碓?能源自由。我們堅(jiān)信，這一天必將到來(lái)。