中山大学教授沈辉：中国光伏是世界的亮点

世界上最大、最先进的太阳能飞机—瑞士“阳光动力2号”已光临我国重庆、南京，这是一次清洁能源与绿色环保先进理念的薪火传递，是一次航空创新科技全面展示，是一次人类冒险飞行挑战自我的伟大创举。中国航空学会、中国可再生能源学会、新华网、江苏省科协等单位将于2015年4月26日，在南京举办 “太阳能飞行器主题沙龙”，主题为“与阳光同行，与创新齐飞”。

中山大学教授沈辉认为，我国在光伏技术应用是多方面的，最早光伏应用是解决无电地区，后来在卫星上得到应用，然后是边远地区的。我们现在已经在城市里边大规模的应用，整个光伏，有了电，我想未来多少年以后说电被取代，电被取代的可能性非常小，电是非常神奇的，发展的路是非常宽的。

以下为发言实录：

谢谢主持人，也谢谢中国科协能有这个交流的机会。我的主题是太阳能发电是如何实现的？和航空界的朋友一起交流一下。我是来自于中山大学，大概分这几个内容，因为时间有限，从原理方面到产业方面，到应用方面有一个比较全面的介绍。我来自于中山大学，我们中山大学也有太阳能的三个团队，我们有上百人，主要是做一个太阳电池，包括整个系统方面的一些研究，第一个方面跟大家讲一讲太阳能，这个方面很快过去。大家知道整个可再生能源是一个很宽广的范围，阳光，大家知道，BP搞石油大肆宣传太阳能，石油每天都在减少，太阳每天都升起，整个的话，我们所有的能源都跟太阳有关系，整个可再生能源的优缺点我在这里不讲，清洁、无线，目前也是大规模使用可再生能源的时代已经开始。

关于太阳辐射的知识，很多人都比较了解，我想我们国家也是有丰富的太阳能资源，三分之二的国土，像西方，像德国太阳能是很少的，但是德国的理念是上帝给我们多少我们就用多少。如果按照到地球上的能源，是我们整个人类能源消耗的1万倍，太阳能利用的空间是非常大的。关于太阳的知识我就不去多讲，主要是因为当时我考虑到有些学生，将来你们可以考去。我这里面强调一下，我们大家都在讲太阳能，这是白天有，晚上没有，而且要下雨怎么办？我认为这正好是太阳是调节我们生活节奏的，白天阳光普照，晚上我们休息了，太阳电池发电，我们晚上可以诊断一下，体检一下，这也是一个非常好的自然规律。人类受到太阳的调节生活和生产，这是一个非常和谐的场面。整个太阳光，到我们地球上基本上是平行光，太阳光也要走路的，照到我们地球上要8分钟时间，光速每分钟30万公里。首先我们太阳能的利用都跟基础科学研究离不开的，科学发展离不开的，从普兰克到爱因斯坦，我们都是以他的理论来进行解释的。

太阳光谱，电磁波非常窄的部分。牛顿把太阳光可以分散成七种光，可见光，赤橙黄绿青蓝紫，是从250纳米到2500纳米，太阳光热可以全部利用，太阳电池，效率的提高就跟光谱的利用，和材料的匹配都是有密切关系的。都是由科学家来进行攻关，这是光谱的问题。

下面我说一下太阳能技术发展的历史，这样就是一个很长的，我要给大家整个的一个回顾，从我们中国对关于太阳的夸父追日，后羿射日，都是对于太阳的向往。我们中国古代人是怎么利用太阳能的。大家知道在四川有一个金沙遗迹，发现了一个装置是金子的，发现了是太阳神鸟的金饰，外面的神鸟三足鸟表示四季的变化，商周时代，我们人类对太阳就是这么一个神奇的向往。这是我专门去了一下把它照下来，这个已经成为我们国家遗产的标志了，古代人对于太阳的神往。我们国家的《考工记》，《梦溪笔谈》里面就谈到，古代的时候可以用铜镜两面来进行聚焦取火，我们挖掘出来这样一个实物来证明这一点，这也是我们古代聪明才智的表现。下面上海博物馆收集了另外一个东西，西汉透光镜，背面的文字通过前面的光照可以反映在上面，当然这是一种技术的技巧，这是很神奇的，这是西汉时期中国人就做出来的，下面有复制品，我收藏了一个复制品，大家可以看下面是一面铜镜，正面我对着太阳，然后里边会出来一个人头，我把它定义为是耶稣，非常清晰耶稣的头像，这是我们古代利用太阳能非常好的例子。西方关于聚光烧会罗马战船，光热的方法，包括最早光热的电站，都是开始了这方面的探讨和研究。

这是化学电池，我们所谓的所谓的光伏现象，这就是电化试验，这是法国科学家19岁发现这个现象，一直引导我们今天这样一个巨大的产业，爱因斯坦明确的提出了光是一个颗粒，我们才能圆满的解释光电效应，才能解释太阳能电池的原理，还有一个半导体，肖特莱的贡献，才有了我们今天太阳能技术的世界。最终我们一个里程碑就是把晶体硅电池试验化了，才开始了我们现在的道路。这是我2003年在日本开会的时候做出来的实物。这里面要向大家提及的，在1974年创建了世界上第一个太阳能地面工厂，他写了一本书回顾了整个太阳能发展的历程，这里面有一段话，是一个东德跑过去的人，他跟他的老板说我是共产主义国家来的，我要当资本家，我要干太阳能电池，从此就拉开了这个序幕。有两个篇章专门写中国奇迹。我讲一下太阳能转换方式，光热转化、光电转化，这是太阳能电池的运用原理，实现太阳能的发电，有光就有电，而且是没有一个中间的过程，是直接的转换，这里面飞机上讲到IBC电池，就把前面的电极全部用到背面去了，是增加吸收。等会我们在一个著名的专家皮埃尔·雅克他会专门讲他做出来的IBC的电池，给大家一个实物，并且做一些解释。这是上面的电池和下面普通的电池，正方面都有电极，IDC的电池是没有的，在背面交叉状PNG的扩散，当时是用光刻，可以通过数码印刷低成本的来做，今天的电池就是这样一个类型。我们光伏产业整个的现状跟大家做一个解释，为什么发展光伏？这就是能源和环境的问题，大家不要忘了，去年2014年是一个著名的科普作家，也是我们一个新能源或者环境的倡导者卡森他的著作50周年，这本书《寂静的春天》是环保里边的《圣经》，早就预示着人类要走这条路，这是一个先驱式的人物，我们从北大资料上看，也展示了我们中国所有化石能源都是有限的，人类是无路可走，必须要走太阳能这一步。

整个的产业链在我们中国已经健全了，尤其是从沙子开始，一个是硅，一个是碳，飞机上主要的两个元素就是硅跟碳，非常奇妙的，都是同一个元素周期表里面的，硅将来就是石油，硅将来就是煤炭，硅将来就是电子，有了阳光有了沙子，沙子主要是硅，人类的持续发展是毫无问题的。我们国家有一个三部曲我在总结，我们通过五六年的时间，中国人在硅电池方面做到了世界霸主的地位，我们从原来落后于印度，现在是一个世界霸主，我们用五六年的时间实现了硅片上面的霸主地位，我们在多晶硅材料上面走到了世界前列，现在是光伏电站，光伏大规模的应用，我们中国走在前面完全是充满信心。现在世界上安装总量走在前面是德国，40几个G瓦， 到今年年底我们国家可以自豪的宣布我们是安装总量是最高的国家，平均就不行了，我们还需要更加的努力。第五个新型太阳能电池，创新已有的技术，主要用西方的，下一步要靠我们来发展。我们国家的企业如果现在讲到中国产业晶体硅，中国第一就是世界第一，我们现在70%产量全部在中国，使用以及大规模应用也是中国走在前面。

我们中山大学主要是培养了一批的学生，特别是我很自豪的，我们有五个博士，还有好几个硕士都在天合国家实验室开展工作，我想我们倍感压力，因为企业远远走在我们大学，我们研究机构的前面了，对我们压力非常大，所以我们安心培养学生，另外，我们也加倍努力，能跟企业一起来共创以后美好技术的发展。

安装已经发展的非常快了，从整个情况来发展，国内大家可以看，去年安装总量中国是遥遥领先，已经达到了总量，而且我们安装超过10个G瓦，今年国家给的总量是8个G瓦，而且不封顶的肯定会超过20G瓦。2012年开始，中国光伏电站在全世界处于一个领先的地位。

光伏技术应用是多方面的，最早光伏应用是解决无电地区，后来在卫星上得到应用，然后是边远地区的。我们现在已经在城市里边大规模的应用，整个光伏，有了电，我想未来多少年以后说电被取代，电被取代的可能性非常小，电是非常非常神奇的，发展的路是非常宽的。从天上到地面，地面的通信电站，到西部，我们为什么保持通信，就是太阳发电，能给我们提供信号的传输。另外太阳又是建筑材料，将来太阳电池就是最有魅力，最有动感的建筑材料，每一栋房子都离不开太阳能电池，每个人身上的衣服，每一个桥梁，每一个汽车，每一个船，包括所有的建筑物都会大量用太阳能。未来的展望，我想欧洲已经出来了一个宏大的目标，特别是德国人，德国、瑞士他们的太阳能发电站到了7%了，当年第一个兆瓦级太阳能电站在深圳，当时1块钱一度电，60年都回不了成本，我们中国人10年起来，一个兆瓦的电站不要一千万，我们七千年就收回成本了，这个是奇迹，中国的奇迹将来在世界光伏工业发展史上，中国光伏就跟华为一样响亮，应该是世界的亮点，这个是青史留名。美国还要实现太空电站，2050年我也要坚持活到2050年，中国实现10%的发电或者是20%的发电都是可能的。未来的愿景，太阳能要进入我们的方方面面，进入到各个方面，我想太阳是无限的，我们人类的美好，人类的和谐，我们永远依靠太阳，就保证我们的健康，前进发展。