1948年出生于澳大利亚的马丁·格林,身材高大健壮,看起来非常年轻有活力, 他位于悉尼的新南威尔士大学太阳能实验室,是目前全世界最先进的太阳能实验室,如今依然保持着晶硅太阳电池转换率25%的世界领先纪录。
马丁也不会想到自己四十年前的一个决定,竟然让世界因此而发生了翻天覆地的变化。他更不会想到,居然因为太阳能而与中国结缘颇深。他的中国弟子们带着他点燃的太阳能火种,回到中国掀起了太阳能发电的制造热潮。作为太阳能电池领域的权威,马丁获得无数荣誉,并于2002年获得“瑞典正确生活方式奖”(诺贝尔环境奖),被誉为“太阳能之父”。如今,他依然是新南威尔士大学超高效光电学研究中心执行研究主任,忙碌于教学和试验,在世界排名靠前的三十多家太阳能公司中,不少身居核心要职的人都是他的门徒。
开创历史
此时的南半球凉气候凉爽,阳光充沛,受益于澳大利亚可再生能源的补贴政策,悉尼居民的房顶上太阳能发电系统也逐渐多了起来。这些覆盖在居民住宅屋顶上的蓝色太阳电池板曾经只是应用在宇宙飞行器上的发电设备。将这些发电设备从太空引向住宅,马丁的实验室功不可没。如果说2000年德国颁布的《可再生能源法案》从政策上开创了太阳能民用发电的历史,那么马丁的实验室,就是从技术上开创了这一历史。
1974年,马丁在澳洲新南威尔士大学成立了一个太阳能光伏发电小组,专注硅太阳电池的研究。今天依然有许多人认为马丁当初的这个选择是随机偶然的。马丁也对《新能源经贸观察》表示,当初的这个决定真的是比较幸运。上世纪60年代,马丁开始对微电子技术产生兴趣,毕业后马丁没有投身于在当时炙手可热的微电子应用于多媒体领域,而是选择了微电子应用领域中比较偏僻的太阳能。影响他做出最终决定的两个关键因素在于,上世纪70年代欧美面临“能源危机”,美国投入巨额资金研发太阳能发电等可再生能源领域,这一举措让马丁嗅到了太阳能发电步入民用的可能性。同时在一位教授的鼓励下,他开始意识到把自己掌握的微电子技术和太阳能发电相结合,也许能够将太阳能发电技术从太空引向地球。
如今,太阳能发电已经在世界可再生能源份额上占据一席之位,并且成为最有潜力的民用分布式发电替代能源。曾经只出现于科幻小说中的使用太阳能发电设备提供能源的场景,如今也开始出现在世界各地的普通人生活之中。而晶硅太阳电池则是多种太阳能发电技术路线中应用最为广泛的一种,发电成本在短短几年的时间里迅速降低,在某些地区已经逼近了传统能源的发电成本,这都得益于马丁的眼光和战略部署。
马丁的实验室成立初期,资金不足,设备简单,但是他和他的澳洲团队取得了震惊世界的成绩。1983年,他们在硅片的转化效率上打破了世界纪录,之后又成功的将晶硅发电效率提升至20%。接受本刊采访时,马丁说,目前实验室的主要研究方向是分别实现短期和长期的两个目标,短期内即将实现通过加氢工艺帮助太阳能电池材料的高效转换,最终能够帮助制造商获得25%的实验室转换效率。而长远目标,则致力于寻找优良的微晶硅电池硅片,希望突破40%的转换率。
中国门徒
马丁热衷于提升晶硅太阳电池的发电效率和降低发电成本。他每年现身在中国太阳能会议上,也在不断地重复强调这两个关键因素的重要性。中国政府为了表彰马丁对中国光伏发电做出的贡献,于2007年为他颁发了国家“友谊奖”,这是因为以施正荣为代表的马丁的学生们,在中国掀起了光伏创业潮,并取得了举世瞩目的成就。
在美国上市的中国前十家光伏企业,有六家公司的高层主管是马丁的学生。这些名字如今在中国的经济界耳熟能详:施正荣、赵建华、王艾华、戴熙明、张光春、蔡世俊、郑广富、云飞、汤应辉、宋登元、姚国晓。
马丁的中国学生归国开创了光伏创业大潮,并在中国市场形成了一股罕见的技术领导力量——“光伏新帮”。施正荣创建尚德电力、赵建华扛鼎的南京中电光伏等光伏企业曾经辉煌一时。而这些学生在未出校门前,都是在他的严谨学术作风熏陶下埋首做研究的书生。
启发这些书生创业的人正是马丁。施正荣博士毕业后,留在了恩师的实验室继续从事科研工作,而马丁决定施正荣的薄膜电池研究成果技术产业化,由施正荣出任执行董事。1995年,新南威尔士州电力公司投资5000万美元,与新南威尔士大学光伏研究中心共同成立太平洋太阳能电力公司。这让书生施正荣开始朝着经营方向转变,为其后来回到中国创业积累了管理基础。
让马丁引以为傲的不仅仅是施正荣。南京中电光伏的奠基人赵建华夫妇均师承马丁,专攻晶硅太阳电池技术研发。1999年,赵建华和他的夫人王艾华博士创造了单晶硅太阳电池转换效率24.7%和多晶硅太阳电池转换效率19.8%的世界记录,其中单晶硅太阳电池的转换效率至今未被打破。
2000年开始,随着施正荣回国创业成功后,马丁的中国学生们纷纷归国加入创业大军。这些人迅速发展成为中国光伏制造业的主力军,虽然分布于各大企业,彼此有合作也有竞争,但马丁的学生们都是技术派出身,这对迫切需要降低成本的晶硅太阳电池来说起了巨大的作用。一位光伏企业技术高管说:“不到5年的时间,市场上量产的晶硅电池成本下降是非常明显的,从10多美元一瓦下降到今天不到1美元,这在太阳能发展历史上,真的是很惊人的。”靠技术和规模将晶硅太阳电池发电成本迅速拉下,中国的“光伏新帮”起到了不容忽视的作用。施正荣曾不止一次发表演说:“争取在中国早日实现1元一度电的光伏发电时代。”
由于首批中国弟子成功的表率作用,马丁的实验室非常乐于接受更多的中国学生。如今,在新南威尔士大学学习太阳能发电技术的中国学生随处可见。在弟子们的眼中,马丁是一个治学严谨,思维缜密的伟大学者。赵建华这样评价自己的导师:“很少有他不能解释的理论,这让我们的实验结果一直拥有正确的理论解释,从而得到业界的认可。”马丁的太阳能实验室与美国国家可再生能源实验室、德国弗朗霍夫研究所并驾齐驱,领先全球的太阳能发电研究。
太阳之梦
尽管殊荣颇多,但马丁始终未离开他的实验室去谋求更多的名誉和利益。因为那里承载着他的太阳之梦。这个太阳之梦,从几十年前选择做太阳能发电研究之时起便已萌生。他希望太阳能发电在替代能源领域内有更加出色的表现。
“在本世纪末,全球需要上规模的可持续能源供应,太阳能发电是为数不多的选择之一。”马丁在给本刊记者的邮件中说。
马丁预言,未来的太阳能发电是替代能源的重要一部分,新的储能方法和应用于太阳能发电端和应用端的能量传输技术将会被广泛需求。让太阳之梦实现的唯一路径还是技术,提升发电效率和降低发电成本,是马丁永不停息的追求。他的实验方向也一直是寻找更加便宜、更加优良的硅材料,去一次次突破晶硅电池的发电转换率极限。
马丁告诉本刊,晶硅太阳发电技术将会引领着太阳能发电,因为这种技术目前已经被大规模的生产和应用。硅元素世界含量丰富,从根本上解决了太阳发电的原材料问题。“现在,美国公司SunPower电池片已有超过23%的转换率,最终生产出来可以得到超过24%的转换率,但需要高品质的硅。”他补充说:“我们正在研究加入氢元素,得到更高品质的硅,这个技术有可能将晶硅发电的效率提升40%以上。”如今,在欧洲一些光照条件好、电价高的地区,晶硅太阳电池发电成本已经逼平传统能源发电。我们可以想象,今天的发电转换率平均在15%左右,如果未来平均达到40%以上,那将会是一个什么概念?
“用不了10年的时间,晶硅太阳电池发电将会比煤发电还要便宜。” 马丁对此深信不疑。
(选自《新能源经贸观察》7月刊)