從1958年中國開始研制第一片晶體硅光伏電池以來,到現(xiàn)在已走過半個多世紀(jì)。光伏專家、上海交通大學(xué)太陽能研究所所長崔容強告訴記者:“中國的太陽能電池也經(jīng)歷了從無到有、從空間到地面、由軍到民、由小到大、由單品種到多品種以及光電轉(zhuǎn)換效率由低到高的艱難而輝煌的歷程?!?
據(jù)統(tǒng)計,從2002年至今,中國太陽能電池產(chǎn)量猛增了77倍。2008年,我國太陽能電池產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的三分之一,連續(xù)兩年成為世界第一大太陽能電池生產(chǎn)國。
1839年法國物理學(xué)家貝克勒爾首次發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng);1954年美國貝爾實驗室制成第一個單晶硅太陽能電池;1983年美國在加州建立了當(dāng)時世界上最大的太陽能電廠……人類從來未曾停止過追逐太陽的步伐。
1958,我國研制出了首塊硅單晶
中科院院士、中科院半導(dǎo)體研究所研究員王占國對記者說:“美國1957年左右拉出了首塊硅單晶,我國1958年也研制出了首塊硅單晶,隨后,中科院物理新成立的半導(dǎo)體研究室正式開始研發(fā)太陽能電池?!?/P>
最初,研發(fā)出的電池主要用于空間領(lǐng)域。從1958年到1965年間,半導(dǎo)體所研制出的PN結(jié)電池效率突飛猛進,10×20mm電池效率穩(wěn)定在15%,同國際水平相差不大。
1968年至1969年底,半導(dǎo)體所承擔(dān)了為“實踐1號衛(wèi)星”研制和生產(chǎn)硅太陽能電池板的任務(wù)。在研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),P+/N硅單片太陽電池在空間中運行時會遭遇電子輻射,造成電池衰減,使電池?zé)o法長時間在空間運行。
于是,包括王占國在內(nèi)的6人小組開始進行人造衛(wèi)星用硅太陽電池輻照效應(yīng)研究,實驗過程中,由于技術(shù)不成熟、設(shè)備落后,致使王占國的右手嚴(yán)重電子灼傷,從此他一直飽受痛苦,直到1978年夏天進行植皮手術(shù)才有所緩解。記者注意到,王占國院士右手手背上有一些黑色的褶皺,這正是老一輩科學(xué)家殫精竭慮獻身科學(xué)的印記。
經(jīng)過刻苦攻關(guān),實驗結(jié)果給研究人員帶來巨大驚喜。王占國院士介紹,NP結(jié)硅太陽電池抗電子輻照的能力比PN結(jié)硅電池大幾十倍!隨后,半導(dǎo)體所做出了將硅PN電池改為NP定型投產(chǎn)的決定,生產(chǎn)出了5690片NP結(jié)硅太陽電池,其中達(dá)到空間應(yīng)用要求的成品3350片,圓滿完成了“實踐1號”衛(wèi)星用太陽能電池板的研制、生產(chǎn)任務(wù)。1971年實踐1號發(fā)射升空,在8年的壽命期內(nèi),太陽電池功率衰降不到15%,該項目在1978年全國科學(xué)大會上獲重大成果獎。
1969年,半導(dǎo)體所停止了硅太陽電池研發(fā),隨后,天津18所為東方紅二號、三號、四號系列地球同步軌道衛(wèi)星研制生產(chǎn)太陽電池陣。
王占國院士說:“70年代末,我國與國際同期開展了砷化鎵太陽能電池研究,該電池具有很高的光發(fā)射和光吸收系數(shù),1999年,2×2cm2電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)22%?!?/P>
1975年寧波、開封先后成立太陽電池廠,電池制造工藝模仿早期生產(chǎn)空間電池的工藝,太陽能電池的應(yīng)用開始從空間降落到地面。
1998,我國太陽能產(chǎn)業(yè)有了第一個“吃螃蟹”的人
上世紀(jì)80年代開始,我國太陽能電池開始進入萌芽期,研發(fā)工作在各地次第展開,但進展緩慢。
崔容強介紹說,1986年國家計委在農(nóng)村能源“1986―1990年第七個五年計劃”中列出了《太陽電池》專題,全國有6所大學(xué)和6個研究所開始進行晶體硅電池等的研究。
20世紀(jì)80年代末期,國內(nèi)先后引進了多條太陽能電池生產(chǎn)線,包括云南半導(dǎo)體廠從加拿大引進的1MW(兆瓦)生產(chǎn)線等,使中國太陽能電池的生產(chǎn)能力由原來的幾百KW(千瓦)一下子提升到4.5MW,這種產(chǎn)能一直持續(xù)到2002年,產(chǎn)量則只有2MW左右。
“90年代中末期為我國太陽電池穩(wěn)步發(fā)展期,經(jīng)過引進、消化、吸收和再創(chuàng)新,太陽電池生產(chǎn)技術(shù)和工藝得到穩(wěn)定發(fā)展和提高,生產(chǎn)量穩(wěn)步增長,基本滿足了國內(nèi)市場的需要并有極少量的出口?!贝奕輳娬f。
1998年,我國政府開始關(guān)注太陽能發(fā)電,擬建第一套3MW多晶硅電池及應(yīng)用系統(tǒng)示范項目,這個消息讓現(xiàn)在的天威英利新能源有限公司的董事長苗連生看到了一線曙光。可是,當(dāng)時太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景尚不明朗,加之受政策因素制約,令不少人對這一新能源項目望而卻步。在合作伙伴退出的情況下,苗連生毅然逆勢而上,爭取到了這個項目的批復(fù),成為中國太陽能產(chǎn)業(yè)第一個“吃螃蟹”的人。
2001年,無錫尚德建立10MWp(兆瓦)太陽電池生產(chǎn)線獲得成功,2002年9月,尚德第一條10MW太陽電池生產(chǎn)線正式投產(chǎn),產(chǎn)能相當(dāng)于此前四年全國太陽電池產(chǎn)量的總和,一舉將我國與國際光伏產(chǎn)業(yè)的差距縮短了15年。
2005年12月14日,無錫尚德太陽能電力公司在紐約證券交易所上市,尚德的橫空出世及超常規(guī)發(fā)展帶來的“首富效應(yīng)”啟動了中國太陽能產(chǎn)業(yè)的加速器,國內(nèi)太陽能電池的生產(chǎn)和研發(fā)也駛?cè)肓丝燔嚨馈?/P>
天威英利公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,2003年12月19日,該公司的項目正式通過國家驗收,全線投產(chǎn),填補了我國不能商業(yè)化生產(chǎn)多晶硅太陽能電池的空白。
2003到2005年,在歐洲特別是德國市場拉動下,尚德和保定英利持續(xù)擴產(chǎn),其他多家企業(yè)紛紛建立太陽電池生產(chǎn)線,使我國太陽電池的生產(chǎn)迅