瑞士首都伯爾尼的克拉姆大街，是一條古色古香的老街，小石塊鋪就的路面在被雨水沖刷過后近乎一塵不染，有軌電車在這條古老的街道上悠然地穿梭。大街的盡頭，是歐洲最古老的鐘樓，每到整點的前四分鐘，就有各種“小動物”從盒子里出來表演奏樂。

距離鐘樓不遠(yuǎn)處的“克拉姆大街49號”公寓門前，總是比街上其它地方的人要多一些。這里是現(xiàn)代物理學(xué)家愛因斯坦的故居，每天迎接著來自世界不同角落的人們。而不為大多數(shù)人所熟知的是，就是在這所公寓中，110年前誕生的一篇文章，卻給日后的世界帶來了一場能源利用方式上的革命。

起源：一篇論文催生的 “太陽能發(fā)電理想”

1905年初春的伯爾尼，依然有些寒意。“克拉姆大街49號”里，一個頭發(fā)蓬亂的年輕人一邊看著論文，一邊不時地喝著手中的咖啡。在確認(rèn)文章正確無誤后，他將論文裝到信封，然后郵寄給當(dāng)時國際物理學(xué)界聲望最高的雜志——德國《物理年鑒》。年輕人靦腆的對編輯說：“如果您能在你們的年報中找到篇幅為我刊出這篇論文，我將感到很愉快。”

這篇“被不好意思”送出的論文名叫《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個推測性觀點》，而那個年輕人就是愛因斯坦。愛因斯坦在論文中把量子概念推廣到光在空間中的傳播情況，提出光量子假說。

自從1839年法國一名攝影師發(fā)現(xiàn)光照通過特殊材料會產(chǎn)生電流以來，人們一直對神秘的光電效應(yīng)充滿了好奇。直到1905年，這其中的原理才被愛因斯坦利用量子理論解釋清楚：光子和電子作為粒子，其能量是可以進行離散式的交換的。

《物理年鑒》最終刊登了愛因斯坦的論文，而也正是憑借“光電效應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)”，在論文刊發(fā)16年后，愛因斯坦獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。

這篇論文的更偉大之處，則在于“這一偉大的發(fā)現(xiàn)讓剛剛進入電氣時代的人類社會激動不已，尤其是學(xué)界和工業(yè)界。長期以來基于卡諾循環(huán)驅(qū)動的發(fā)電機慢慢占據(jù)了整個世界，已經(jīng)有不少富有遠(yuǎn)見卓識的物理學(xué)家和發(fā)明家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，化石燃料對人類能源需求的支撐時間尺度是無法和直接利用太陽能相比的。而如果利用光生伏打效應(yīng)（光伏效應(yīng)）導(dǎo)出電流，就可以得到極其理想的能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。”有光伏行業(yè)內(nèi)的人曾這樣評價。

不過，“利用光伏效應(yīng)導(dǎo)出電流的理想”直到半個世紀(jì)后才真正在應(yīng)用層面實現(xiàn)。1954年，貝爾實驗室的杰拉德和他的同事，在受到愛因斯坦的啟發(fā)后，做出世界上第一片基于硅半導(dǎo)體的太陽能電池，獲得了6%的光電轉(zhuǎn)換效率。而在這之前，所有的太陽能電池效率都無法超過0.5%。

光電轉(zhuǎn)化效率的進步，為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。美國、日本和法國紛紛加入太陽能光伏行列。不過，相比常規(guī)能源，各國對太陽能的投資力度和重視程度并不理想。

演化：“石油危機”下的抉擇

轉(zhuǎn)折，開始于1970年代爆發(fā)“石油危機”。

1973年10月第四次中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，石油輸出國組織為了打擊對手，宣布石油禁運，暫停出口。原油價格從此前的每桶不到3美元暴漲到超過13美元。

石油危機使許多國家，開始將太陽能視為“近期急需的補充能源”、“未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”，太陽能研究與發(fā)展由此進入快車道。

1973年起，美國制定了政府級陽光發(fā)電計劃，太陽能研究經(jīng)費大幅度增長，并且成立太陽能開發(fā)銀行，促進太陽能產(chǎn)品的商業(yè)化。時任美國總統(tǒng)吉米•卡特不光推動能源節(jié)約和替代計劃，自己也身體力行——他在白宮樓頂安裝了太陽能面板，供應(yīng)白宮的熱水。

開始重視太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的，不只是在美國。1974年日本公布“陽光計劃”，其中太陽能的研究開發(fā)項目有：太陽房、工業(yè)太陽能系統(tǒng)、太陽熱發(fā)電、太陽電池生產(chǎn)系統(tǒng)、分散型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)等。為實施這一計劃，日本政府投入了大量人力、物力和財力。

全球出現(xiàn)的開發(fā)利用太陽能熱潮，對中國也產(chǎn)生了影響。1975年7月,國家計委和科學(xué)院在河南安陽召開全國太陽能利用經(jīng)驗交流會。這次會議之后，太陽能研究和推廣工作納入中國政府計劃，獲得了專項經(jīng)費和物資支持。也就是在這一年，寧波、開封先后成立太陽電池廠，太陽能電池的應(yīng)用開始從空間“降落”到地面。

太陽能光伏步入黃金時期。

然而，好景不長。上世紀(jì)80年代，伴隨石油價格回跌，以及核電的快速發(fā)展，許多國家相繼大幅削減太陽能研究經(jīng)費，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)開始落潮。1986年，當(dāng)時的美國總統(tǒng)里根以維修屋頂為理由，拆除白宮的太陽能面板，扔到了倉庫中。多年以后，一所大學(xué)把白宮廢棄的太陽能熱水器運到大學(xué)實驗室收藏了起來。

歷史在輪回。到了上世紀(jì)90年代，石油價格再次暴漲，加之由于大量燃燒礦物能源，全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞日趨嚴(yán)重，發(fā)展太陽能光伏再次回歸各國政府的視野。

1993年，日本重新制定“陽光計劃”；1997年，美國提出“克林頓總統(tǒng)百萬太陽能屋頂計劃”；1998年，中國政府決定擬建第一套3MW的多晶硅電池及應(yīng)用系統(tǒng)示范項目。同樣是在1998年，澳大利亞一所大學(xué)創(chuàng)造了單晶硅太陽電池效率25％的世界紀(jì)錄。

太陽能光伏進入一個新的發(fā)展時期。

未來：晶硅與薄膜的路徑選擇

進入21新世紀(jì)后，伴隨原油從2000年的每桶不足30美元，暴漲到2008年7月時的150美元，全球太陽能電池年產(chǎn)量也從399MW快速增加到6.85GW。8年，整整翻了170多倍。這當(dāng)中，得益于全球市場的巨大需求，中國太陽能電池產(chǎn)量迅猛增加，2008年，中國的太陽能電池產(chǎn)量占到了全球總量的26%。

成為世界第一大太陽能電池生產(chǎn)國的中國，其一舉一動都會給整個太陽能光伏產(chǎn)業(yè)帶來巨大的影響。

不過，中國光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展之路上，占據(jù)光伏市場大多數(shù)的晶體硅太陽能電池一直存在能耗大、不環(huán)保，生產(chǎn)成本高等問題。加之2011年后歐美發(fā)起對中國光伏產(chǎn)品進行的“雙反”，多晶硅價格急劇下降，部分企業(yè)出現(xiàn)經(jīng)營困難。中國的光伏產(chǎn)業(yè)，尤其是晶硅太陽能企業(yè)，跌入深谷。

中國的太陽能光伏，如何走出困境？在中科院院士王占國看來，未來的主導(dǎo)是薄膜太陽能。他曾對媒體表示，晶體硅太陽能電池的市場需求逐漸飽和，而薄膜太陽能電池是未來發(fā)展的大趨勢，需求量很大，在美國它的需求量超過了單晶硅電池。東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院院長孫岳明也看好薄膜太陽能電池，他認(rèn)為未來唯一能與多晶硅太陽能電池技術(shù)競爭的是薄膜。在接受媒體采訪時，他這樣表示：“將來的競爭更激烈，薄膜電池提升轉(zhuǎn)換效率的空間大，但多晶硅的工藝和技術(shù)也在進步。”

北京低碳清潔能源研究所太陽能中心主任陳頡給出了自己的看法：公允地說，晶硅和薄膜在應(yīng)用上各具優(yōu)劣。從地面電站建設(shè)角度來看，在相等的裝機容量下，晶硅不需要更多的土地；而薄膜則需要更大的面積。“當(dāng)然薄膜也具有獨特的優(yōu)勢，它具有更好的弱旋光性、溫度不敏感性。所以，在實際發(fā)電量上，薄膜優(yōu)勢則更為突出。”

作為全球最大的薄膜太陽能企業(yè)漢能集團的董事局主席，李河君曾這樣表示：“據(jù)測算，光伏電池轉(zhuǎn)化效率每提升1%，可節(jié)約發(fā)電成本5%，這意味著薄膜發(fā)電技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的時代即將到來，這將根本改變能源利用方式。未來人類會像綠色植物一樣直接利用太陽能，而且是零污染、零排放。”與此同時，李河君還強調(diào)：“雖然薄膜發(fā)電產(chǎn)業(yè)擁有廣闊發(fā)展前景，但它還是新興產(chǎn)業(yè)，像一輛正爬坡的汽車，需要坐車的人推一把。”

一份對薄膜太陽能電池行業(yè)的預(yù)測分析報告顯示，2014-2016年全球薄膜電池產(chǎn)量的年均增長率在25%左右，預(yù)計在2016年，全球薄膜電池產(chǎn)量將達到12.5GW，行業(yè)產(chǎn)值將達70億美元。

從愛因斯坦提出光量子假說，到貝爾實驗室生產(chǎn)出第一片實用太陽能電池；從只是“石油危機”下的過渡品，到全球能源戰(zhàn)略中不可忽視的重要一員。走過了110年之后，太陽能光伏已經(jīng)從當(dāng)初的一紙論文，漸漸演化成清潔能源“美麗生活”的全新主角。