井底望天
谈天说地 古往今来 历史人文 天下大势
五
当然，平心而论，这个世界上不存在没有补助的能源。你看一下石油，天然气，煤炭和核电站，不论是美国，中国，日本，还是欧洲，都补贴得挺厉害的。因此硅晶体太阳能要争取政府补贴，算是师出有名。
不过，这个行业自己也必须争气，把成本降下来。按照硅谷半导体行业的历史经验，就是每十年，生产成本就要降一半。以硅晶体太阳能的发展来看，从1979年的世界总产量5MW，到2006年，变成了2000MW，而电池系统批发价，则是从32美元，下降到了3美元多。确实做到了每10年，降一半。
这个过程的实现，主要来源于科技进步，工艺革新，产能扩大，良性竞争，和规模效应。在制造工艺上的进步，是硅基电池的光电转换率越来越高，电池厚度变薄了，电池重量变轻了。
1995年，在斯坦福大学教电力工程的Richard Swanson教授，自己跑出来开了公司SunPower。他当时就是确信太阳能电池的成本，进入了标准的经验曲线，就是成本和产量变化。这个曲线表明了每当产量翻倍的时候，价格就要下降18%。后来他的公司，在2002年，得到了半导体大公司Crypress的亲眯，大量注资。并于2005年间成功上市，和后来中国由施正荣博士创立的无锡尚德，成了股市上大宠儿。
因为美国在半导体行业的巨量优势和数十年经验，将成本大幅度降下来的第一条道路，就是将产业超大规模化。这条道路的理论奠基是在2004年，当时在HP任职的Marvin Keshner和同伴Rajiv Arya为美国能源部国家再生能源研究所，撰写了题为“超大规模电池系统制造对成本降低的潜力研究”的报告。在这个报告中，他们认为最终可以将太阳能电池系统降低到每峰瓦一美元。
在报告中，他们提到的各项革新，包括生产过程自动化来减少停工，增加产出，优化系统生产线的停工和维修周转，大规模提高生产线的生产能力，选用最优化的25到39年使用寿命的材料，缩短工序间的运输距离，减少中间过程等等。而Keshner后来创立了OptiSolar公司，来实现他提出的方案。
其实美国选择了硅晶体作为其太阳能的道路，和这批硅谷的半导体大牛们的推动有关系。这批人士大多有在大规模集成电路，平板显示器，计算机硬盘等等领域，有非常丰富的经验，因此用这些经验来做一个行业的华丽转身，不足为奇。
从工艺上来看，就是从半导体到电池板只不过是产品变化，而整个低成本，高产量，流水线，半导体为基础的制造过程最好就可以重复使用。其实在高科技革命之前，美国的半导体芯片和电路板，是在能源工业的电网和输电技术的基础上兴起的。而以半导体的处理器芯片和三级管，则为人类带来了大规模生产的收音机，电视机，电脑和其他消费电子产品。
这个基础的核心，就是美国人把持的两大技术核心—能源和半导体。第一次半导体革命，带来了电脑和消费者电子产品，而第二次半导体革命，就是半导体向能源的回归，把自己变成能源的来源。
六
从这里可以看出美国人的道路，那就是要把新能源的发展，和国家对关键技术的控制，紧密地联系在一起。通过对能源技术和半导体技术的合流，来主导世界的技术发展方向，并以此来确保美国的国际竞争力。因此在这个技术上，开辟出一条完全不同的新路，来打破美国控制的局面，就是一个国家未来国际竞争力之争。
看不明白这一个关键，就会被人家拿出来的一大推技术理由把你忽悠糊涂了。人家摆出一大堆道理，把硅晶体的优势说得玄玄乎乎，最好就是让你一起上船，把产业链里最低端，利润最薄的那一块给你糊口，然后人家就控制最关键的技术，吃最大的鲍鱼，还和你一起建立全球领先的产业链呢。
结果是什么呢？不如你做那些容易活？你生产，俺卖给你天价的生产线？专利费还是俺要了，你就做成品，好不好？
欧洲人当然没这么傻。人家在进来抢这个蛋糕的同时，比如说德国公司Q-Cells的兴起，也不忘一颗红心，多种准备。一方面拼命发展自己占优势的太阳热能，一方面加大对非硅晶体太阳能的研发，例如在有机太阳能的投入上，也是上了国家计划。
当然美国人也是有两手准备，担心一旦别的国家在非硅晶体上有所突破，那自己的黄粱梦一破，就束手无策了。他们同时进行的就是俺说的第二条道路，发展非硅晶体道路。
这条路子的头一个波浪，就是俺成为第二代的薄膜太阳能。这里面有希望通过计算机硬盘镀膜的溅射技术（sputtering）来实现CIGS薄膜的Miasole公司，以及同类的NanoSolar公司，也包括做纳米结构二氧化钛的Konarka（后来转做有机太阳能），还包括做碲化镉的First Solar等公司。
原先大家的目标是在2015年，希望可以做到1美元一峰瓦的价格，不过First Solar在2008年的最后一个季度，因为产量规模大的原因，暂时突破了0.98美元一峰瓦的记录。而以CIGS技术为基础的公司，则将目标定到了0.75美元。不过这些都还是在设备成本的范畴上，加上安装成本，要到2美元，还是有一段距离。
而同时号称第三代太阳能的有机太阳能开始横空出世了。将整个行业的发展带入了一个更加精彩纷云的局面。
表1 主要太阳能电池技术分类比较
技术分代 | 太阳能电池类型 | 原材料 | 生产工艺 | 光电转化效率 |
第一代： 晶体硅太阳能电池 | 单晶硅 | 生产过程污染高，能耗大 | 工艺繁琐，成本高昂 | 16％－18％ |
多晶硅 | 生产工艺较单晶硅简单，但成本仍较高 | 12％－14％ | ||
第二代： 无机薄膜太阳能电池 | 非晶硅薄膜 | 生产消耗的硅料相对第一代太阳能电池有所减少 | 生产工艺较第一代太阳能电池有较大简化，但受到高真空过程的局限，生产设备也较昂贵 | 6％－8％ |
铜铟镓锡 | 铟的储量稀少，不足以支撑大规模生产 | 11％ | ||
碲化镉 | 原料镉有剧毒，碲储量比白金还稀少 | 9％ | ||
第三代： 新技术概念 | 有机太阳能电池 | 原材料成本低廉 | 生产工艺简单 | 6％－7％ |
染料敏化太阳能电池 | 生产工艺比有机太阳能电池复杂，电池中包含液态电解质 | 5％－12％ |
