套用每年回顧行業(yè)的習慣用語：對于多晶硅-光伏行業(yè)來說，2020年是不平凡的一年。無意間回想才發(fā)現，這“不平凡”我竟已不經意間寫了10年。“不平凡”不是簡單地寫作習慣和照搬套用，而是中國的多晶硅-光伏行業(yè)在短短20年時間里的風云變幻、沉浮輪轉。

值此“十三五”收官、“十四五”啟動的關鍵節(jié)點，站在“兩個一百年”的交匯關口，回望行業(yè)的發(fā)展歷程，在興替得失間，希望能夠為下一段路途積蓄穩(wěn)健前行的力量。

在江蘇徐州博物館，展出著距今已有2000年的漢代石刻《伏羲捧日》。石刻生動展示了4000年前先民對太陽的敬畏。自古，人類對于帶來光明和溫暖的太陽就懷有無限崇拜，太陽被賦予了豐富的想象成為神話故事的核心，后羿射日、夸父逐日、太陽神阿波羅等，不勝枚舉。

太陽向地球源源不斷地輸送豐富、潔凈的能源，人類對太陽能的利用也有著非常悠久的歷史。早在周代，我國人民就能采用凹面鏡的聚焦性向日取火——這是我國乃至世界上對太陽能最早的使用?！吨芏Y·秋官司寇》中有“司烜氏掌以夫燧取明火于日”的記載；《淮南子·天文訓》中有“故陽燧見日，則燃而為火”；《論衡》中有“驗日陽燧，火從天來”，“遂”即“陽燧”，《古今注》中提到，“陽燧，以銅為之，形如鏡，照物則影倒，向日則火生。”陽燧就是古代的太陽灶。西晉時代，有人利用凸透鏡的聚焦特性，把冰削磨成凸透鏡，以之取火。但由于古代科學技術的發(fā)展水平十分低下，在人類社會相當長的一個歷史時期內，太陽能除了用作取火外，始終處于自然利用的初級階段，主要用以晾曬對象?！斗N樹說》中提到，收藏麥子“宜烈日中乘熱而收，用蒼耳葉或麻葉碎雜其中，則免化蛾。”在醫(yī)療方面，《黃帝內經》和《本草綱目》記載著公元前3世紀～5世紀就掌握的日光療法?！断丛┘洝分袑懙?，“驗尸骨傷損處，用糟醋潑罨尸首，于露天以新油傘覆，欲見處迎日隔傘看，痕印見。”讓光線通過油傘，使有利觀察的射線充分集中，這與現代醫(yī)學上用紫外線檢查傷痕的原理相同。在軍事方面，公元前3世紀，希臘科學家阿基米德利用許多磨亮的金屬盾牌，聚集陽光燒毀了攻擊西西里島東部西拉修斯港的一支羅馬艦隊，為保衛(wèi)家園立下了赫赫戰(zhàn)功。

這是古代利用太陽能的概貌。進入現代，人類開始了將太陽能作為能源和動力的探索。

在太陽內部，進行著劇烈的由氫聚變成氦的核反應，并不斷向宇宙空間輻射出巨大能量。太陽內部的熱核反應足以維持6×1010年之久，相對人類歷史的有限年代而言，可以說是取之不盡、用之不竭的寶貴能源。地面上的太陽輻射，會隨時間、地理緯度、氣候而變化，雖然實際可利用量較低，但可利用的資源仍遠遠大于滿足現在人類全部能耗及2100年后規(guī)劃的能源利用量。就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國西藏、中東等地區(qū)的全年總輻射量或者日照總時數最大，是世界上太陽能資源最豐富的地區(qū)。

將太陽光能直接轉化為電能、合理開發(fā)太陽能資源對于解決能源危機、緩解氣候變化具有重要影響。在上世紀末，就有專家估計，21世紀是可再生能源的世紀、太陽能的世紀。“如果實施強化可再生能源的發(fā)展戰(zhàn)略，到21世紀中葉，可再生能源可占世界電力市場的3/5、燃料市場的2/5。在世界能源結構轉換中，太陽能處于突出位置。”美國的馬蒂奇博士曾經在能源替代趨勢的研究結果中表明，太陽能在21世紀將進入快速發(fā)展的階段，并在2050年達到30%的比例，僅次于核能；到21世紀末，將取代核能成為第一位的能源。如今看到這個“預言”，感嘆良多，感悟更多。

我國是世界上太陽能資源豐富的國家之一。全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時數大于2000小時，年輻射量在5000兆焦／平方米以上。北緯36°以北地區(qū)，除東北北部、東部以外，年平均日照時數都在2600小時以上，而錫林浩特、呼和浩特、銀川、西寧、拉薩一線以西北的內陸地區(qū)，年平均日照時數更是超過3000小時，是中國日照最多的地區(qū)，發(fā)展光伏發(fā)電的優(yōu)質條件可謂得天獨厚。

雖然我國是名副其實的太陽能資源大國，但在光伏發(fā)電行業(yè)卻起步甚晚。

光伏產業(yè)鏈包括上游硅料、硅片環(huán)節(jié)，中游電池片、電池組件環(huán)節(jié)和下游的應用系統(tǒng)環(huán)節(jié)。從全球范圍來看，產業(yè)鏈上、中、下游環(huán)節(jié)所涉及企業(yè)數量依次大幅增加，光伏市場產業(yè)鏈呈金字塔結構。其中，上游的多晶硅材料是信息產業(yè)和太陽能電池產業(yè)的基礎原材料，由石英砂加工的冶金級硅精煉而來，用于制造基于晶體硅的電池組件。石英砂是自然界中最常見、應用最廣泛的非金屬礦物原料。我國石英砂礦藏種類多樣、儲量豐富，但受制于高純石英砂制備技術被發(fā)達國家壟斷并限制出口，很長一段時間以來，我國石英砂的提純和規(guī)?；_采都處在非常艱難的探索階段。相應地，硅料的生產也因產業(yè)起始端的制約而難以自主，更何況到本世紀初，多晶硅材料制備都因技術和市場受制于人而“一頭在外”。產業(yè)鏈的中游，是相對門檻較低、規(guī)模效應凸顯的電池片及電池組件制備，我國雖然起步較晚，但卻在較短時間內產生了較大的國際影響力。與上游相對應，則是國內難以維系的光伏應用市場。近年來，中國成為全球裝機量最大的國家，但即便如此，和龐大的生產能力相比，應用環(huán)節(jié)的健康發(fā)展仍然任重道遠。

20年，和其他在計劃經濟時期得到國家大力扶持，甚至有外國專家指路而發(fā)展起來的行業(yè)不同，中國的多晶硅-光伏行業(yè)在成長的道路上少了學習和青春的溫柔過渡，有的是歷盡世事、飽經滄桑的歷練和捶打。

從無人問津的冷門行業(yè)到資本競逐的價值熱土，從政策荒蕪的偏僻一隅到“大力”支持的朝陽產業(yè)，從不計后果的“瘋狂試錯”到輾轉騰挪地艱難求生，從對外依賴的被動無助到自主研發(fā)……這近20年的“吸睛”經歷，中國多晶硅-光伏行業(yè)給人“橫空出世”之感，但梳理發(fā)展歷程不難發(fā)現，在國家國防科工、資源能源產業(yè)發(fā)展的“隱線”里，始終不乏其重要的影響。

一、緣起：光伏誕生（19世紀~20世紀60年代）

1839年，法國物理學家貝克勒爾首次發(fā)現光生伏特效應。1883年，通過使用硒鍍在一個薄層的黃金上面來形成發(fā)電設備——太陽能電池。這歷時近半個世紀的研發(fā)成果，效率只有1%，而這微不足道的1%，造就了光伏行業(yè)今日發(fā)展。

1.初識光伏

現代人利用太陽能的歷史可以追溯到400年前。1615年、1878年，太陽能抽水泵和太陽能印刷機相繼在法國誕生。據了解，目前可知的最早有關光伏發(fā)現的資料記錄于1839年，亞歷山大·貝克勒爾以金屬電極放置于電解溶液中展開研究，發(fā)現了物質進入介質后，在光線下會產生微小電流，于是被稱為光生伏特效應。

1873年，英國工程師史密斯在測試水中的電報電纜材料時，發(fā)現了硒的光電導性。

1877年，W.G.亞當斯和R.E.戴伊在凝固的硒上觀察到光伏效應，并發(fā)表了一篇關于硒電池的論文，標題為《The action of light on selenium（光在硒中的行為效應）》。論文發(fā)表在《Proceedings of the Royal Society（英國皇家學會學報）》，A25，113論文集。

1882年，托馬斯·愛迪生電力試驗獲得成功，并建成了世界上第一座發(fā)電廠，開啟了電力行業(yè)的發(fā)展歷程。

1883年，查爾斯·弗瑞茲開發(fā)出通過使用硒鍍在一個薄層的黃金上面來形成發(fā)電設備——發(fā)出小于1%的效率的太陽能電池。后來，人們就把能夠產生光生伏特效應的器件稱為光伏器件。雖然，弗瑞茲希望太陽能電池可以和愛迪生的火力發(fā)電廠競爭，但轉換效率過低，實用性欠缺。同年，太陽能摩托被制造出來，據說可以驅動一臺1.6馬力的往復式發(fā)動機，但是這些動力裝置都以聚光的方式采集陽光，發(fā)動機功率小、造價昂貴、實用價值不大。

1887年，“電磁波之父”海因里希·赫茲研究了紫外線光導性，發(fā)現了光電效應。次年，世界上第一個太陽能電池專利被授予。在這幾年間，世界上第一個基于外光電效應太陽能電池問世，相關專利也接踵而至。

1904年，德國物理學家霍爾瓦克斯發(fā)現銅與氧化亞銅結合在一起具有光敏特性，并制造出半導體太陽能電池。

1905年，愛因斯坦將論文《關于光的產生和轉化的一個推測性觀點》郵寄給德國的《物理年鑒》，這是當時國際物理學界聲望最高的雜志。16年后，愛因斯坦因此獲得了諾貝爾物理學獎。

1916年，波蘭科學家楊·柴可夫斯基通過偶然的機會，不小心將原本應該插入墨水瓶的鋼筆放到了正熔融錫的坩堝中，發(fā)現失誤趕緊把筆拔出時，他發(fā)現筆頭上竟然掛了一條細細的錫絲線。于是，他將鋼筆頭換成毛細管再次演練這個提拉方法，經過研究證實，用這樣的方法拉出的單晶金屬直徑1毫米、長可達150厘米。1918年，他將發(fā)明經過進行分析總結并公開發(fā)表，這種生長單晶體金屬的提拉法也日益推廣開來，成為提純錫、鉛、鋅等金屬的重要方法。

第一次世界大戰(zhàn)的孕育和開始，對光伏行業(yè)造成了較大影響，但也使人民看到了以石油為代表的能源作為現代軍事、工業(yè)、經濟和社會的血液的重要作用。

1932年，奧德博爾特和斯托拉在硒化鎘中發(fā)現光電效應，硒化鎘至今還是仍在使用的光電材料。

1935年、1946年，安東·H·拉姆和羅素·奧爾相繼獲得“光電器件”和“光敏感設備”的專利。