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??習近平總書(shū)記在主持中共中央政治局第十二次集體學(xué)習時(shí)強調:“我國風(fēng)電、光伏等資源豐富，發(fā)展新能源潛力巨大。經(jīng)過(guò)持續攻關(guān)和積累，我國多項新能源技術(shù)和裝備制造水平已全球領(lǐng)先，建成了世界上最大的清潔電力供應體系，新能源汽車(chē)、鋰電池和光伏產(chǎn)品還在國際市場(chǎng)上形成了強大的競爭力，新能源發(fā)展已經(jīng)具備了良好基?�，我国成为蕿懣P茉捶⒄棺�卸d陀Χ云�合l浠�掉[匾�拓毌�?�！睋�中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )統計，2023年，我國光伏產(chǎn)業(yè)規模持續擴大，多晶硅、硅片、硅電池、組件等主要制造環(huán)節產(chǎn)量同比增長(cháng)超過(guò)64%，行業(yè)總產(chǎn)值超過(guò)1.75萬(wàn)億元。光伏產(chǎn)業(yè)在推動(dòng)我國新能源高質(zhì)量發(fā)展、助力共建清潔美麗的世界等方面作出重要貢獻。

??追尋光的能量，發(fā)展綠色清潔能源

??太陽(yáng)能儲存量大，沒(méi)有環(huán)境污染，是重要的可再生清潔能源。當陽(yáng)光從1.5億公里外照耀地球時(shí)，除了在大氣層中的反射、吸收和散射，大約50%的能量可以照射到地球表面，其地面輻射的平均強度是每平方米1366瓦。因此，從理論上講，只需將照射在地面的太陽(yáng)光能量利用萬(wàn)分之一，就可以滿(mǎn)足人類(lèi)現在的能源需求。

??我們平時(shí)所說(shuō)的太陽(yáng)能，一般指太陽(yáng)能光熱和太陽(yáng)能光伏，其分別利用了陽(yáng)光的光熱效應和光伏(光電)效應。光熱效應是指將太陽(yáng)的能量集聚起來(lái)，再轉換成熱能。如在我國城鄉廣泛應用的太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能灶等，也包括將太陽(yáng)能轉換成熱能后，再利用熱能發(fā)電這一形式。而光伏效應則是將太陽(yáng)能通過(guò)太陽(yáng)電池，直接轉換成電能。這種光電轉換主要借助半導體器件的“光生伏特”效應進(jìn)行，不僅可以用于空間站、衛星供電，還可以用于家庭、工廠(chǎng)屋頂電站以及大型太陽(yáng)能光伏電站，實(shí)現大規模并網(wǎng)發(fā)電。

??太陽(yáng)能光伏研究的歷史不到200年，實(shí)際應用70多年，大規模應用則集中于近20年。1839年，法國實(shí)驗室首先觀(guān)察到光伏現象，發(fā)現光照在鹽酸液體上可以產(chǎn)生電流。1876年，科學(xué)家在硒材料上觀(guān)察到光照使固體產(chǎn)生電流的現象。幾年后，科學(xué)家利用硒薄膜制備了第一個(gè)太陽(yáng)能光伏電池，在陽(yáng)光下產(chǎn)生電流。直到1905年，愛(ài)因斯坦揭示光電原理以后，人們才真正理解太陽(yáng)能光電轉換的奧秘。1954年，借助硅半導體技術(shù)，貝爾實(shí)驗室發(fā)明了現代意義上的太陽(yáng)電池，光電轉換效率達到6%，從此開(kāi)啟了現代太陽(yáng)能光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)代。

??太陽(yáng)電池最早應用于衛星。1958年，人們在衛星上首次使用太陽(yáng)電池。十幾年后，我國制造的第二顆人造衛星也使用了太陽(yáng)電池。太陽(yáng)電池的研究成功，為衛星、空間站等現代航天系統提供能源動(dòng)力，促進(jìn)人類(lèi)航天事業(yè)發(fā)展。鑒于當時(shí)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基?�，太哑A緋爻殺痙淺８?，很難大規模生產(chǎn)應用。因此，很多國家開(kāi)始加大對太陽(yáng)能光伏的研究力度，以提升電池的光電轉換效率，降低成本。

??我國自上世紀50年代研制出太陽(yáng)電池后，持續深耕光伏產(chǎn)業(yè)。上世紀90年代，為解決西部偏遠地區的電力供應問(wèn)題，獨立光伏用戶(hù)和小型光伏電站逐漸開(kāi)始建設，特別是2002年前后我國實(shí)施的“光明工程”“送電到鄉”等工程，為解決偏遠地區人們用電難起到重要作用。2005年，我國制定了可再生能源法，大力推進(jìn)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源開(kāi)發(fā)利用，為我國太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展和相關(guān)技術(shù)世界領(lǐng)先奠定堅實(shí)基礎。

??從跟跑到領(lǐng)跑，技術(shù)創(chuàng )新提升光電轉換效率

??自1954年用硅材料制備的太陽(yáng)電池問(wèn)世以來(lái)，人們嘗試開(kāi)發(fā)多種材料制備太陽(yáng)電池，都可以實(shí)現太陽(yáng)能的光電轉換。不過(guò)，以硅材料為基礎的太陽(yáng)能光伏技術(shù)不斷發(fā)展，憑借其成本低、壽命長(cháng)、可靠性高、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，成為太陽(yáng)能光伏技術(shù)的主流。所以，光伏產(chǎn)業(yè)如今仍以硅光伏為主，產(chǎn)業(yè)鏈涉及金屬(冶金)硅、高純多晶硅、硅片、硅電池、硅組件和太陽(yáng)電站等產(chǎn)業(yè)，還涉及光伏玻璃、聚乙烯醇薄膜、鋁合金支架、逆變器等眾多原輔料產(chǎn)業(yè)。相關(guān)產(chǎn)業(yè)始終以“提高效率、降低成本”為目標，通過(guò)技術(shù)革新實(shí)現度電成本的最低化。

??以硅片制造產(chǎn)業(yè)為例，要提高硅電池的效率，需要提高硅片原子晶格排列的完整性，減少硅晶體的缺陷和雜質(zhì)。因此，硅片制備技術(shù)從早期低成本的非晶硅、鑄造多晶硅，逐步轉變?yōu)楦哔|(zhì)量、高純度的直拉單晶硅，標志硅材料質(zhì)量的少數載流子壽命不斷提高，達到700微秒以上，為太陽(yáng)電池效率的提升提供材料基礎。

??2000年以來(lái)，硅晶體生長(cháng)制造工藝通過(guò)多種技術(shù)創(chuàng )新不斷降低成本。以前，直拉單晶硅直徑3—4英寸，現在增加到10英寸以及12英寸。過(guò)去在晶體爐中制備直拉單晶硅時(shí)，每一只石英坩堝只能生長(cháng)一根單晶硅，原料多晶硅裝填重量只有100多公斤;現在，借助連續添加原材料技術(shù)，一只坩堝可以連續不間斷地生長(cháng)8—10根單晶硅，原料多晶硅裝填重量超過(guò)1000公斤。以前，4英寸直拉單晶硅長(cháng)度一般小于2米，現在一根直徑10英寸的單晶硅長(cháng)度可以超過(guò)6米。上述生長(cháng)技術(shù)的發(fā)明和發(fā)展，使硅片制造成本大幅降低。

??與此同時(shí)，單晶硅加工技術(shù)的發(fā)展也讓人眼前一亮。以前是利用金剛砂輪內圓切割技術(shù)，之后發(fā)展出砂漿線(xiàn)切割技術(shù)，現在是利用金剛線(xiàn)切割技術(shù)，硅片切割效率顯著(zhù)提升。同時(shí)，用于太陽(yáng)電池的硅片厚度從300微米降低到130—150微米，硅片切片損失從200多微米厚度降到35—40微米。這些單晶硅加工技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展，同樣顯著(zhù)降低了生產(chǎn)成本。

??另外，太陽(yáng)電池技術(shù)也在不斷創(chuàng )新。在電池工藝方面，從初始的簡(jiǎn)單結構電池工藝，到背面增加背場(chǎng)、正面增加絨面的基本電池工藝，再到如今的隧穿氧化層鈍化接觸、異質(zhì)結電池工藝，新技術(shù)使太陽(yáng)電池的光電轉換效率持續提升，為太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供了直接驅動(dòng)力。未來(lái)，新材料(如鈣鈦礦)和硅光伏技術(shù)的結合，將為太陽(yáng)電池效率進(jìn)一步提升拓展新的空間。

??從全球范圍來(lái)看，我國光伏產(chǎn)業(yè)前景廣闊。近年來(lái)，用于光伏的單晶硅生長(cháng)和加工技術(shù)創(chuàng )新主要源于中國，太陽(yáng)電池效率的多項世界紀錄也由中國企業(yè)創(chuàng )造�？梢哉f(shuō)，在整個(gè)硅太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈上，中國走在世界前端。在太陽(yáng)能光伏的應用(電站)方面，從2007年的0.02吉瓦到2023年的216.3吉瓦，安裝量增加了1萬(wàn)倍以上。中國太陽(yáng)能光伏年安裝量已經(jīng)連續11年占據世界首位，成為名副其實(shí)的太陽(yáng)能光伏應用大國。太陽(yáng)能光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)成為中國推動(dòng)科技進(jìn)步、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的縮影。

??從零起步，從跟跑到領(lǐng)跑，我國光伏行業(yè)近年來(lái)實(shí)現跨越式發(fā)展，重點(diǎn)環(huán)節國產(chǎn)化程度大幅提升，以高科技、高附加值、引領(lǐng)綠色轉型成為出口新增長(cháng)點(diǎn)。能源是國民經(jīng)濟的命脈，是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，在構建新發(fā)展格局中發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用。太陽(yáng)能光伏的應用和快速發(fā)展，為我國實(shí)現“雙碳”目標，建設更加環(huán)保、更加清潔的家園提供了重要途徑，同時(shí)也為實(shí)現我國能源自主可控提供了重要的解決方案。

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（來(lái)源：人民日報）