作者 |田思
編輯 |王康鵬
編者按：科技創(chuàng)新是推動能源轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動力。由“資源為王”到“技術(shù)為王”，能源產(chǎn)業(yè)的底層邏輯已發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，科技創(chuàng)新的價(jià)值在不斷增強(qiáng)。
中國在能源科技創(chuàng)新上取得了諸多突破性進(jìn)展，如高效高功率光伏電池、鈣鈦礦技術(shù)、超大型風(fēng)機(jī)、先進(jìn)儲能、氫能與燃料電池、能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)等。但科創(chuàng)之路無坦途，要實(shí)現(xiàn)零碳未來的美好愿景，科技創(chuàng)新仍需克服諸多難題和障礙。
為探尋能源科技創(chuàng)新的前沿方向，探索開放創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、跨界創(chuàng)新的最優(yōu)路徑，匯聚全球智慧推動綠色低碳轉(zhuǎn)型，華夏能源網(wǎng)特別推出「對話CTO：能源科創(chuàng)“領(lǐng)航者”訪談計(jì)劃」。
本文為系列訪談的第⑦篇，華夏能源網(wǎng)（公眾號hxny3060）獨(dú)家對話中山大學(xué)教授、長三角太陽能光伏技術(shù)創(chuàng)新中心主任沈輝博士。
“我們這么好的產(chǎn)業(yè)，如今大面積停產(chǎn)，很多產(chǎn)能將變成廢銅爛鐵……”面對中國光伏產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，沈輝博士滿是可惜與擔(dān)憂。
這是一位清瘦的學(xué)者，腰板挺直、步伐矯健，講起話來思維敏捷、中氣十足，加上幾分率真氣質(zhì)，很難想象他其實(shí)已年近七旬。
1956年，沈輝出生于江蘇連云港，早年上山下鄉(xiāng)，高考恢復(fù)后考上大學(xué)，大學(xué)畢業(yè)就在中科院做納米材料領(lǐng)域的研究工作。上世紀(jì)90年代赴德留學(xué)轉(zhuǎn)向太陽能領(lǐng)域，回國后，他研究的課題“太陽能光伏材料及光電轉(zhuǎn)換”入選中科院“百人計(jì)劃”。沈輝說，“最崇敬的偉人是毛澤東，最感激的是鄧小平”。
2004年，受中山大學(xué)邀請，沈輝創(chuàng)建了中山大學(xué)太陽能系統(tǒng)研究所。“受到孫中山、陳寅恪精神的感召去到中山大學(xué)。”沈輝說。在這座美麗的校園里，沈輝工作了17年，為光伏行業(yè)輸送了大量人才。如今，很多龍頭企業(yè)的技術(shù)骨干和技術(shù)負(fù)責(zé)人都是他的弟子，真正是“桃李滿天下”。
從中山大學(xué)退休后，沈輝于2022年來到江蘇江陰市，參與了長三角太陽能光伏技術(shù)創(chuàng)新中心（簡稱“光伏中心”或YIST）建設(shè)并擔(dān)任光伏中心主任，立志于服務(wù)好光伏產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也幫助政府和企業(yè)推動科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如今，他把主要精力投入到光伏中心的發(fā)展中。沈輝將“求真、勤勉、善思、引領(lǐng)”作為光伏中心的核心理念，力爭把光伏中心打造成他理想中的研究機(jī)構(gòu)——不追逐排名和得獎(jiǎng)。
“假設(shè)愛因斯坦在中國，在三流大學(xué)都當(dāng)不了教授，因?yàn)闀徽J(rèn)為發(fā)表文章的雜志檔次不夠”。沈輝對國內(nèi)科研界的管理及考核標(biāo)準(zhǔn)有著深深的擔(dān)憂，因此他更希望光伏中心的工作貼近實(shí)踐、深入產(chǎn)業(yè)，不做虛無縹緲、飄在空中的事情。
目前，光伏中心已建起一支包括Pierre J. Verlinden、王琪、馮志強(qiáng)、袁曉在內(nèi)的世界一流科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。沈輝現(xiàn)在心心念念的是，“要趕快把年輕人培養(yǎng)起來”。
因?yàn)楣ぷ鞯木壒?，沈輝始終滿懷熱情地積極參與和幫助國內(nèi)外企業(yè)的技術(shù)合作項(xiàng)目，對中國光伏從弱小到強(qiáng)大，從被忽視、被拒絕、被嘲笑，到如今被驚嘆、被佩服，有著切身的體會。他感嘆，“我們從10MW起步，到攻破各類關(guān)鍵技術(shù)成為光伏強(qiáng)國是多么不易！”
他將之歸功于中國政府的支持和民營企業(yè)家的努力，同時(shí)也毫不諱言指出，“也有歐美對晶體硅技術(shù)判斷失誤的因素”，因而他們認(rèn)定薄膜電池才是未來方向，這給晶體硅太陽電池在中國快速發(fā)展提供了機(jī)會。
如今，面對歐美從科研到市場筑起的壁壘，從不公平市場待遇到關(guān)稅、碳稅的各種圍追堵截，他認(rèn)為，未來中國光伏還是要立足自己，建立中國的知識產(chǎn)權(quán)體系，并呼吁行業(yè)要團(tuán)結(jié)，遵守規(guī)則，共同進(jìn)步，“不要讓外國人看笑話”。
以下為華夏能源網(wǎng)與沈輝博士的深度對話全文：
做一家不一樣的光伏研究所
華夏能源網(wǎng)：從2004年創(chuàng)建中山大學(xué)太陽能系統(tǒng)研究所算起，這二十多年正是中國光伏迅速壯大的20年。作為中國光伏技術(shù)進(jìn)步的推動者和見證者，這二十多年您最大的收獲是什么？
沈輝：我最早是做納米材料的，在德留學(xué)期間，發(fā)現(xiàn)了太陽能發(fā)電這片天地，一次在夫瑯禾費(fèi)太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer ISE)做報(bào)告，使我感覺這一領(lǐng)域大有可為。從德國留學(xué)回國后，我經(jīng)過思考與調(diào)整，從1999年就在中科院做光伏發(fā)電，我的課題“太陽能光伏材料及光電轉(zhuǎn)換”還入選了中科院的百人計(jì)劃。
2004年，中山大學(xué)校長黃達(dá)人提出加強(qiáng)工科發(fā)展，我就在那個(gè)時(shí)候來到中山大學(xué)工作。那時(shí)我就想建立一個(gè)有國際聲望的、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的太陽能系統(tǒng)研究所，英文名稱采用的也是夫瑯禾費(fèi)太陽能系統(tǒng)研究所的英文名稱（Institute for Solar Energy System）。
從中科院帶研究生至今，我培養(yǎng)了上百個(gè)博士和碩士，相當(dāng)多都在光伏行業(yè)里。我感到很榮幸。
華夏能源網(wǎng)：2021年退休后，您參與創(chuàng)建了長三角太陽能光伏技術(shù)創(chuàng)新中心，這個(gè)中心肩負(fù)怎樣的使命？取得了哪些新成果？
沈輝：退休后，江蘇省產(chǎn)研院與江陰市找到我，表示早就想建一個(gè)國家級光伏研發(fā)中心，江蘇也是我的家鄉(xiāng)，我就想建立這個(gè)研發(fā)中心為企業(yè)服務(wù)。中國光伏已經(jīng)非常強(qiáng)大，如今規(guī)則應(yīng)該由我們中國來制定，但是這些太陽電池的原創(chuàng)技術(shù)全來自國外，太陽電池的世界紀(jì)錄標(biāo)定也是國外更有權(quán)威性，我想建立光伏中心是一個(gè)機(jī)會。另外在未來的光伏技術(shù)研發(fā)中，我們也希望有所貢獻(xiàn)。
目前，我們已組建起一個(gè)世界最頂級的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，主導(dǎo)我們重大研發(fā)方向。我們不去跟高校研究機(jī)構(gòu)爭名，不去發(fā)表論文得獎(jiǎng)，也不跟企業(yè)爭利。我們的定位是為企業(yè)和行業(yè)服務(wù)，并且一定要做企業(yè)后天、大后天想做的事，而非企業(yè)現(xiàn)在能做的。
成立一年多時(shí)，我們尋找到了第一個(gè)方向——低空、太空的空間電源，由我們一個(gè)航天背景團(tuán)隊(duì)做的，現(xiàn)在有兩顆衛(wèi)星都搭載了我們研發(fā)的光伏發(fā)電器件。另外，我們正在西藏建一個(gè)世界級的太陽電池效率溯源與比對中心，目前已在珠峰腳下4000多米海拔處建立了基地，承擔(dān)了西藏科技廳兩個(gè)項(xiàng)目。用西藏最本征的太陽光，得到最真實(shí)的科學(xué)結(jié)論，這是我們要建設(shè)發(fā)展光伏技術(shù)的一個(gè)世界性的平臺。
我們也得到四川省科技廳的力挺，建立了四川分中心暨樂山晶體硅光伏技術(shù)創(chuàng)新中心。另外我們還創(chuàng)建了PV School培訓(xùn)體系，邀請世界最頂級的大師來給企業(yè)開課，頭部企業(yè)反饋很好。我們還在本地培育孵化了幾個(gè)項(xiàng)目，有兩個(gè)得到地方政府每個(gè)3000萬支持，現(xiàn)在馬上就要開始生產(chǎn)了，我們可以占一定的股份。
我們還把老一輩光伏人艱苦創(chuàng)業(yè)的歷史寫出來了。《我們的光伏人生》第一部去年已經(jīng)出版，第二部也在排版了。另外，我組織編寫了七八本的太陽詩集，收錄企業(yè)家、歸國科研人員、各崗位工作人員等不同角色人的作品，從不同角度歌頌太陽、歌頌光伏，目前已經(jīng)出版了四本。這樣多元化的發(fā)展成果，是我們用不到三年時(shí)間做到的。
華夏能源網(wǎng)：多年來您致力于光伏文化的推廣，花費(fèi)十幾年時(shí)間整理《我心中的太陽》這本書，您對光伏行業(yè)的熱愛和激情來自哪里？
沈輝：我深深地被中國光伏產(chǎn)業(yè)所震撼。一開始我們規(guī)模還沒有印度大，在很短時(shí)間就打破國外技術(shù)壟斷，建立了整個(gè)晶體硅太陽電池產(chǎn)業(yè)鏈，包括銀漿、鋁漿、EVA、背板、切片全是中國人建立的完整的產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。中國的太陽神話是世界上最壯美的史詩，我用了大概13到15年時(shí)間看了100本古籍，把跟太陽相關(guān)的內(nèi)容匯集起來，贊美人類追逐太陽的精神，以表達(dá)我對中國光伏產(chǎn)業(yè)的一份敬意。
應(yīng)允許科學(xué)家不發(fā)論文
華夏能源網(wǎng)：中國光伏取得了巨大的成就，雖然很多太陽電池的原創(chuàng)技術(shù)都來源于海外，但是量產(chǎn)則是在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，對此您怎么看？
沈輝：這主要是中國企業(yè)家的努力拼搏所致，當(dāng)然，也與國外企業(yè)家、科學(xué)家、政府部門的重大判斷失誤有關(guān)。他們認(rèn)定晶體硅不行了，由薄膜替代了，所以德國多個(gè)生產(chǎn)設(shè)備公司把生產(chǎn)線整套整套的賣給了中國。當(dāng)年我到德國去，他們洋洋得意地說，“我們馬上就用薄膜技術(shù)把你們打敗了”。但是，中國的企業(yè)家這條路選對了，15年過去，我們從頭到尾掌握了晶體硅技術(shù)。薄膜技術(shù)沒有取代晶體硅，所以方向把握非常重要。
晶體硅太陽電池技術(shù)，如TOPCon、BC、硅異質(zhì)結(jié)（SHJ）、PERC電池，原創(chuàng)分別是德國人、美國人、日本人、還有澳大利亞人。但他們只做了小批量生產(chǎn)，甚至有的小批量生產(chǎn)都沒做到。中國的企業(yè)家與工程師們實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)，還把價(jià)格做到像蘿卜白菜一樣人人都用得起，這是世界的奇跡。
華夏能源網(wǎng)：中國的光伏科學(xué)原創(chuàng)性偏弱，是因?yàn)槲覀儾粔蛑匾暬A(chǔ)性的研究導(dǎo)致的嗎？國外的科研體系有哪些值得我們學(xué)習(xí)的？
沈輝：是這樣。一方面，我們很多技術(shù)來自于企業(yè)，但工廠講實(shí)用，要很快生產(chǎn)。另一方面，中國的科研院所又面臨一個(gè)問題，大家都急于發(fā)表論文，否則通過不了考核。
在德國，科學(xué)家就是致力于科研。如果你是做基礎(chǔ)研究的，要非常沉得住氣，也沒人拿發(fā)論文來刁難你。馬克思·普朗克研究所就是主做基礎(chǔ)研究的，他們研究成果就是要拿到諾貝爾獎(jiǎng)，在基礎(chǔ)研究上有突破。但夫瑯禾費(fèi)應(yīng)用科學(xué)促進(jìn)會的總裁說，“我們不以拿諾貝爾獎(jiǎng)為目標(biāo)，我們的定位就是推動工業(yè)進(jìn)步?！?/p>
德國的科研機(jī)構(gòu)跟大學(xué)分工明確：學(xué)位只能由大學(xué)授予，研究所就是為企業(yè)服務(wù)。如果你要當(dāng)企業(yè)家，就要離開研究機(jī)構(gòu)。又搞基礎(chǔ)，又搞技術(shù)，又搞工業(yè)又去賺錢的，可能有，但我沒見過這樣的天才。
我深有體會的是，德國的科研體系就是為工業(yè)進(jìn)步服務(wù)的。德國人發(fā)表論文就是為了解決實(shí)際問題，不是為了職稱。
我們的科研體系一定要改進(jìn)。政策對于科研應(yīng)有容忍度，科學(xué)家可以不發(fā)表論文，科學(xué)研究本就是成功率極小極小的。一個(gè)國家成千上萬的人獻(xiàn)身于科學(xué)事業(yè)，大部分都一輩子碌碌無為，是非常正常的。但是千萬個(gè)人中只要有一個(gè)人閃閃發(fā)光，那國家就能大踏步的前進(jìn)。
華夏能源網(wǎng)：您曾很多次提到，要把年輕人趕快培養(yǎng)起來，為什么會有這種緊迫感？
沈輝：歷史上，科學(xué)的發(fā)現(xiàn)都是二三十歲、三四十歲的人，更多的活力來自于年輕人。在德國，都是博士獨(dú)立沖在科研前線，老師是跟在后邊提供服務(wù)的。
我們一定要改變！學(xué)生永遠(yuǎn)超不過老師，這怎么進(jìn)步？評價(jià)一個(gè)人的成就，應(yīng)該看有多少學(xué)生超過你。所以我想把年輕人培養(yǎng)起來。我們這里有好多80后、90后，我在慢慢退到后方，給年輕人更多機(jī)會和最大支持，要讓他們的聰明才智發(fā)揮出來。
晶體硅主導(dǎo)地位很難被顛覆
華夏能源網(wǎng)：回顧過去二十年光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展史，主流技術(shù)的變遷有哪些規(guī)律？未來晶體硅技術(shù)創(chuàng)新能否突破效率天花板？
沈輝：晶體硅電池真正起步是從1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室開始，至今已超過半個(gè)世紀(jì)。至今為止，碲化鎘和銅銦鎵硒等薄膜電池都沒有替代它。只要半導(dǎo)體器件還以硅為主體，晶體硅電池就不可能被淘汰掉。技術(shù)發(fā)展主要聚焦在三個(gè)方向：成本的降低，效率的增加和產(chǎn)品可靠性。
我的一個(gè)實(shí)驗(yàn)——一款82年生產(chǎn)的美國晶體硅電池，在運(yùn)行40年后，衰減仍不超過10%。這是非常震撼的，證明晶體硅可以用30年、40年甚至50年?，F(xiàn)在很多組件標(biāo)注的25年，只是質(zhì)保期不是壽命。
我覺得最終就是物理機(jī)理的突破、材料的突破。接下來就是光能量的高效利用、材料的物理機(jī)制突破，這一定會由我們中國的科學(xué)家來解決。
華夏能源網(wǎng)：對于當(dāng)前TOPCon、異質(zhì)結(jié)、BC 等這幾條技術(shù)路線，您最看好哪項(xiàng)？
沈輝：TOPCon最適合目前的市場，因?yàn)閮r(jià)格便宜。光學(xué)設(shè)計(jì)上BC最完美，但不能說BC是終極技術(shù)，因?yàn)樗碾姌O都在背面交叉擴(kuò)散，所以BC材料的絕緣要求很高。硅異質(zhì)結(jié)的弱光性能很好，有雜交技術(shù)的優(yōu)勢。按照現(xiàn)有的理論，它們最終轉(zhuǎn)換效率不超過30%。
現(xiàn)在有很多比對，要去多家權(quán)威性機(jī)構(gòu)，要大面積、重復(fù)性的比較才有效果，不同地域又不一樣。實(shí)際不管采用哪種技術(shù)，每瓦的發(fā)電量沒有本質(zhì)差別。
三種電池最終誰能勝出不取決于光電轉(zhuǎn)換效率，而是制造成本、穩(wěn)定性和市場需求。不要說晶體硅只有一條路可走，大家共同發(fā)展、百花齊放，不要?jiǎng)硬粍泳驼f誰取代誰。
華夏能源網(wǎng)：光子倍增技術(shù)在業(yè)內(nèi)討論熱烈，這一技術(shù)的未來前景怎樣？
沈輝：光子倍增從理論上看是可行的，關(guān)鍵是倍增以后對效率的影響。激光技術(shù)在太陽電池上的應(yīng)用不是新鮮事，早就有技術(shù)研究在做。我覺得，倍增從技術(shù)研究到技術(shù)突破是非常有意義的。
華夏能源網(wǎng)：業(yè)內(nèi)認(rèn)為五年后將是“鈣鈦礦+晶體硅”電池的疊層時(shí)代。TOPCon、異質(zhì)結(jié)、BC這些技術(shù)與鈣鈦礦相互融合，哪個(gè)最有前景？
沈輝：只要找到自己的方向和適合的應(yīng)用場景，每個(gè)技術(shù)都能發(fā)展起來，但整個(gè)光伏發(fā)電的信心還是來自于晶體硅。
從物理學(xué)上看，疊層可以提高效率，超過晶體硅單結(jié)30%的極限。應(yīng)用到航天是沒有疑議的，因?yàn)樗淮嬖陔娏髌ヅ鋯栴}，天上的太陽光譜是不變的，只要嚴(yán)格按照底電池、頂電池或者中間電池設(shè)計(jì)好就可以。
地面就復(fù)雜了，春夏秋冬、早中晚光譜總是變化的，所以底電池和頂電池的電流不匹配。好比把一個(gè)一號電池跟一個(gè)五號電池串在一起，這怎么調(diào)節(jié)？做小面積的難度小一些，但很難推廣應(yīng)用起來，所以目前還是很大的挑戰(zhàn)。
我非常支持廠家把鈣鈦礦制備在玻璃上做成應(yīng)用，如BIPV、各種消費(fèi)品甚至室內(nèi)，都有用武之地。
要建立中國的知識產(chǎn)權(quán)體系
華夏能源網(wǎng)：近期光伏行業(yè)的專利戰(zhàn)打得熱火朝天，龍頭企業(yè)幾乎都卷進(jìn)來了，F(xiàn)irst Solar也宣布要對TOPCon技術(shù)侵權(quán)發(fā)起訴訟。對此您怎么看？
沈輝：因?yàn)楹芏鄬＠菄獾模瑖獾钠髽I(yè)已經(jīng)攪進(jìn)來了——像First Solar本身不做晶體硅，但它收購了一些晶體硅專利技術(shù)來打?qū)＠麘?zhàn)，針對的就是中國企業(yè)，這要引起重視。
中國要建立自己的知識產(chǎn)權(quán)體系，這需要政府部門、行業(yè)協(xié)會站出來協(xié)調(diào)。專利大戰(zhàn)是一個(gè)非常不好的現(xiàn)象，打官司兩敗俱傷，建議國內(nèi)企業(yè)坐下來，平心靜氣談一談，該付錢就付錢。我們不要給國外看笑話。
關(guān)于行業(yè)內(nèi)卷，我覺得是頂層設(shè)計(jì)做的不好。我認(rèn)為，兩招能化解內(nèi)卷：第一，把三、五年前安裝的所有組件全拆下來，捐給世界沒有電的地方，比如非洲。有電就有一切，有了電才能生產(chǎn)，有了電市場需求就來了。
第二，各省都建直流電網(wǎng)?，F(xiàn)在大面積的光伏發(fā)電是直流電，為了上網(wǎng)把它變成交流電，到了千家萬戶又把它變成直流電。現(xiàn)在照明多是用LED，所需的就是直流電，而直流家電產(chǎn)品也發(fā)展起來了。國家必須在電網(wǎng)上面革命。
還有，現(xiàn)在儲能已經(jīng)非常便宜，光伏發(fā)電在總發(fā)電量中為什么不能實(shí)現(xiàn)20%、甚至30%的占比？這些都值得國家在頂層設(shè)計(jì)中考慮。
華夏能源網(wǎng)：中國光伏技術(shù)超越海外后，創(chuàng)新開始缺乏參照物，對步入技術(shù)“無人區(qū)”的中國光伏，您有什么建議？
沈輝：技術(shù)無人區(qū)，是指國外提供的幾個(gè)光伏電池技術(shù)路線被中國人全部嘗試并已產(chǎn)業(yè)化之后，所謂的無路可走。確實(shí)面臨這個(gè)窘境，但現(xiàn)有的技術(shù)方向上還是有一段路可走的。
比如砷化鎵，單結(jié)的砷化鎵電池理論效率可達(dá)30%，多結(jié)的理論效率更超過50%。但砷化鎵太貴了，只適合太空用。如果能找到一種新的化合半導(dǎo)體取代砷化鎵，就可實(shí)現(xiàn)突破。
另外，國外的科學(xué)原創(chuàng)非常扎實(shí)，像德國的夫瑯禾費(fèi)每年都出現(xiàn)新技術(shù)，這值得我們關(guān)注。
我們要跟國際對接，就要有一個(gè)國家級的太陽電池研發(fā)機(jī)構(gòu)。中國光伏產(chǎn)業(yè)這么大，中科院居然沒有一個(gè)太陽能系統(tǒng)的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，我們需要一個(gè)中國版的夫瑯禾費(fèi)研究所。
華夏能源網(wǎng)：中國的光伏企業(yè)與海外的研究機(jī)構(gòu)應(yīng)該建立怎樣的合作關(guān)系來實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)？
沈輝：去年我們到德國、瑞士、荷蘭等國拜訪了一些機(jī)構(gòu)，但他們不與我們合作，因?yàn)橐庾R形態(tài)的問題。他們認(rèn)為中國太強(qiáng)大了，搞得他們驚慌失措，就開始收緊了。未來我們還是要立足于自己。
中國企業(yè)一定要到國外去。德國人就跟我講，中國企業(yè)到德國來辦廠，就是德國企業(yè)了，大家才好合作。到歐美去怎么融合，怎么求大同存小異，是我們需要解決的。華為把一些研究機(jī)構(gòu)建到海外，是很好的方法。我們也在想辦法把國外的科學(xué)家請到國內(nèi)來加深科學(xué)合作。
科學(xué)沒國界，技術(shù)是有國界的。技術(shù)產(chǎn)品的利益，捆綁在自己國家名字上。
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