光伏材料的发展史—多晶硅

1975年，美国无线电公司发明了世界第一种非晶硅薄膜电池，光电转换效率是5.5%，虽然不高，但也是新能源的曙光，由于质地薄且柔软，可以覆盖在各种设备和建筑表面，使得这种材料在缺煤少油的日本，得到了长足的发展，日本先后投入了大量资源，很快就引领非晶硅电池的发展，咱们现在用的太阳能计算器，最初就是日本推向市场的非晶硅电池产品。在1996-2004年间，日本在这方面是有绝对优势的，但日本有个老毛病，那就是吃独食，跟氢能一样，光想吃绝食，最后成绝户。日本光伏企业坚持技术壁垒，就是为了独占全球市场，结果跟现在的氢能源一样，大家另辟蹊径，不带他玩了，国际上开始转向多晶硅技术，

1955年德国西门子，搞出了“西门子法”，但投入产出比低，还产生有毒物质，总之，不太理想，后来电脑出现，半导体飞速发展，多晶硅的需求不断增加，各国不断优化“西门子法”，最终，德国在2004年，已经占据全球光伏市场份额的80%以上，日本又又又点错技能树了。

直到2007年，我们在光伏产业这块都是白纸一张，但“先胖不是胖，后胖压倒炕”，在国内进口的第一条多晶硅生产线上，我们就是搞研发，总之，就是不出四年，我们多晶硅产能便世界第一了。

外国想凭借钙钛矿颠覆中国在光伏产业的龙头地位，到底行不行？别急，我们前面讲了中国搞定了多晶硅，再来说说下一个目标—单晶硅，最后再说说这个钙钛矿。

光伏材料的发展史—单晶硅

单晶硅才是最早实用化的光伏电池，只不过成本太高，一直没有市场优势，大家又都忙着发展多晶硅，但是中国擅长“两手抓”，2013年隆基横空出世，用金刚线切割工艺和直拉单晶技术，使单晶硅的成本下降20%。众所周知，光伏发电是要追求更高的光电转换效率的，100分太阳光能照射下来，能留下多少能力转换成电能？日本在2017年创造了单结晶硅26.7%的转换率，只不过这个记录只保持了五年，2022年，隆基提高到了26.81%，别看只有0.11个百分点，但在光电转换里，0.1%都是壁垒般的突破了。

这都快让那些发达国家绝望了，技术是他们先发现的，环保新能源是他们先提出的，领头羊也该是他们的才对，怎么事态“诡异”的变化了！？

于是，他们闷头去找新的光伏材料，力求打破中国“垄断”，2009年日本科学家在研究太阳能电池新材料的时候，无意发现钙钛矿光反应性非常好，首次使用钙钛矿电池发电，但效率只有可怜的3.8%，谁能想到，现在已经接近30%了，马上，西方各大科学领域的大佬们，纷纷叫好“钙钛矿”。

光伏材料的发展史—钙钛矿

钙钛矿既不含钙，也没有钛，更不是矿，就是一大类晶体结构相同的化合物，鸡蛋壳主要成分碳酸钙，也能算是一种“钙钛矿”，如今晶硅电池29.4%的转换率，算是摸到了天花板了，钙钛矿目前的光电转换效率已经达到了31.3%，而三层理论效率可以超过50%，确实前途无量。

只为打破中国在光伏市场的龙头地位，备受资本市场追捧的“钙钛矿”，其量产不过5000片电池，八字没一撇的事，可见西方国家在光伏这块是真的“急了”。

钙钛矿的优缺点

钙钛矿的优点前面说了，光电转换效率高算一个，其次，生产效率也高，从化工原料到组建成型，只需要45分钟，而晶硅需要三天起步。最后，钙钛矿原材料更便宜，成本价只有晶硅电池的二十分之一，还不像晶硅那样供不应求。投入少，制作流程短，成本低，听上去是真好，但是钙钛矿也不是没有缺点，那就是稳定性差，寿命比较短，制约了商业化应用。

稳定性差算是个世界科学难题，钙钛矿容易受到温度和湿度的影响，化学键合作用弱，钙钛矿电池在使用几个月后就失去了10%的电池效率，而硅电池在30-40年后还可以保持80%的性能。

有这样的缺点又如何，他们追捧的目的本就是“弯道超车”中国，2020年美国能源部宣布投入2000万美元研发钙钛矿光伏技术，2022年再次追加5600万美元支持替代多晶硅的太阳能技术。日本媒体更是夸张，说要借助钙钛矿光伏电池打翻身仗。

没成想，咱们对钙钛矿的研发和生产并不落后任何国家。当年我们“一穷二白”，原材料、核心设备和技术都依赖进口，如今我们光伏产业是自主可控程度最高的制造业之一。况且，钙钛矿并不是晶硅的敌人，是并肩作战的战友，在串联电池中，将钙钛矿层堆，叠在硅电池的顶部，吸收不同波长的光，可以获得互补的能量，所以在晶硅拥有巨大优势的中国，怎么可能会被弯道超车呢！？

","gnid":"9015eabb47fe3fa18","img_data":[{"flag":2,"img":[{"desc":"","height":"376","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t011a2579da8d3bf1cc.jpg","width":"536"},{"desc":"","height":"726","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01d4714c3b27e44b2b.jpg","width":"1200"},{"desc":"","height":"780","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t010557a9230e05d2c2.jpg","width":"1080"},{"desc":"","height":"500","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0162ecb207c719de63.jpg","width":"889"}]}],"original":0,"pat":"art_src_3,fts0,sts0","powerby":"pika","pub_time":1694685780000,"pure":"","rawurl":"http://zm.news.so.com/9d8c15b3841b0702806bdbe3159e75a5","redirect":0,"rptid":"d4aed86b90cd727b","rss_ext":[],"s":"t","src":"宇宙搜索队","tag":[{"clk":"keconomy_1:西门子","k":"西门子","u":""},{"clk":"keconomy_1:弯道超车","k":"弯道超车","u":""},{"clk":"keconomy_1:美国","k":"美国","u":""}],"title":"国外想在光伏电池技术上“弯道超车”中国，连美国都两次下注！

甘范嵇1925如果进入六九硅业工作,是否对身体有危害? -
何雄鲍19140552593 ______ 硅对人体最大的危害是引起矽肺.由于长期大剂量吸入二氧化硅(Si02)粉尘所致.硅尘进入呼吸道,被肺巨噬细胞吞噬,释放出活性因子,刺激成纤维细胞合成更多的胶原.硅尘还可刺激巨噬细胞释放溶酶体酶,破坏Si02表面被覆的蛋白质而...

甘范嵇1925单晶硅和多晶硅的生产对工人身体有害吗?
何雄鲍19140552593 ______ 在各种工业粉尘中,含硅粉尘的毒性相对较大,长期吸入这种粉尘会引发尘肺病. 如果防护措施不力,尺寸在100埃(一埃等于一亿分之一厘米)以下的二氧化硅粉尘就能通过人的呼吸道,在肺部沉积下来,长此以往便会形成尘肺病.

甘范嵇1925请问在生产硅片的单位做一线生产工人对身体有害吗?(是生产单晶硅、多晶硅的光伏企业) -
何雄鲍19140552593 ______ 你所问的对身体是否有害这个问题比较宽广,如果你问的是硅片生产过程中是否会产生有毒物质,我可以告诉你——硅片生产不涉及化...

甘范嵇1925在宝利光伏材料科技有限公司找了份工作.在车间里.对身体有害吗.貌似有什么多晶硅.我也不懂啊. -
何雄鲍19140552593 ______ 多晶硅对人体本身无害,但多晶硅在生产过程中会对人产生一些危害.看你说的你可能是在单晶硅里上班,单晶硅车间主要是一些物理操作,平时穿防护服,带口罩,做好防护

甘范嵇1925有谁知道徐州多晶硅厂硅粉加工对身体有害吗 -
何雄鲍19140552593 ______ 绝对有害,而且害处非常大,奉劝你没结婚千万别去,就是结婚了也要慎重,在里面干活不要超过3年,否则你会遗憾一生.我的一个朋友的女友在里面干的,现在不能怀孕了.都气死了.里面的工资是高点,但是不能拿自己的身体去换取利润吧.最好是别去,附近的啤酒厂的啤酒都不能喝了,你要是徐州的,你应该知道.

甘范嵇1925我想在多晶硅生产化工厂干电工,听说工厂有毒,不知道在里面工作安全不 -
何雄鲍19140552593 ______ 电工工作是比较安全的,只是要注意管道泄漏就行了,穿戴好劳保用品,尤其是口罩

甘范嵇1925江苏徐州万豪绿城附近有一个多晶硅化工厂,对居民身体有害吗?有什么害?离生产厂家多远是安全距离? -
何雄鲍19140552593 ______ 现在的多晶硅厂一般采用的改良西门子工艺,采用闭路循环,正常情况下是不会向外界排放多少有害物的,所以相对安全...

甘范嵇1925多晶硅生产对厂房有什么要求?
何雄鲍19140552593 ______ 由于多晶硅生产有易燃、易爆和有毒的物质,为安全起见,对多晶硅生产厂房有如下要求. ① 多晶硅的生产工厂最好建于远离城市、远离居民区的空旷地区,绝对不可建...

甘范嵇1925多晶硅厂的硅粉加工对有害吗 -
何雄鲍19140552593 ______ 硅粉的加工危害很大的,首先是对工人的呼吸系统肺部危害,尘肺的形成,也就是常说的尘肺.还有就是硅粉在很细的时候达到一定的浓度在外界条件达到闪点的时候还会爆炸.. 我认为在多晶硅公司的那种硅粉力度更小,都是小于几十微米,几乎悬在空气中了,所以还是建议在工作的时候做好防护措施,要有专门的防尘口罩,一般的那种沙棉的是不行的,一定要选择细粉规格的那种.其次在工作时候穿好防护衣服,不要皮肤接触,工作后要记得沐浴更衣...总而言之,一定要做好防护,还有就是不要做太长时间!

甘范嵇1925生产多晶硅有什么危险吗? -
何雄鲍19140552593 ______ 铸造多晶硅的炉子,也有可能会爆炸啊,当然几率很低啦

（编辑：自媒体）