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自1960年人類第一次將光伏發(fā)電并入電網(wǎng)，至今光伏行業(yè)已然發(fā)生翻天覆地的變化，光伏發(fā)電已成為極其重要的清潔能源。硅元素是最基礎(chǔ)的、應(yīng)用最廣泛的光伏發(fā)電材料，它在地殼中的含量占比超過26%，是僅次于氧的第二大元素，足夠?yàn)槿祟惞夥聵I(yè)提供源源不斷的原料支撐，未來硅材料未來將成為人類擺脫能源和環(huán)境危機(jī)的重要依托。

那么問題來了，硅材料是什么時(shí)候開始用于發(fā)電的呢？

早在1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾就在液體中發(fā)現(xiàn)了光生伏特效應(yīng)。直到20世紀(jì)，人們才發(fā)現(xiàn)硅具有光電響應(yīng)的性質(zhì)。1950年，科學(xué)家蒂爾和里特爾將切克勞斯基在1917年發(fā)明的拉晶技術(shù)應(yīng)用于硅單晶的生長，這種拉晶技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)高質(zhì)量硅單晶的主要方法。美國科學(xué)家恰賓和皮爾松于1954年在貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽能電池，4年后首次在太空應(yīng)用。

然而在那個(gè)年代，以半導(dǎo)體工藝為基礎(chǔ)的單晶生長技術(shù)產(chǎn)能極其有限，單晶電池成本居高不下，人們想盡一切辦法擴(kuò)大晶體產(chǎn)量，最有效的方法就是擴(kuò)大硅料生長的爐體空間，在直拉單晶爐技術(shù)瓶頸未解的情況下，開始嘗試澆鑄工藝和定向凝固工藝制造晶體硅，多晶鑄錠應(yīng)運(yùn)而生，然而它的晶體結(jié)構(gòu)始終是無數(shù)單晶顆粒的拼接狀態(tài)，高位錯(cuò)密度、高雜質(zhì)含量的特征使得多晶電池轉(zhuǎn)換效率無論如何也達(dá)不到單晶電池的水平。其后20年時(shí)間內(nèi)，人們不斷改良多晶鑄錠工藝，提高單晶顆粒在鑄錠中的面積比例以降低位錯(cuò)密度，降低雜質(zhì)含量。里特爾經(jīng)過多年研究證實(shí)，多晶硅材料的少數(shù)載流子壽命永遠(yuǎn)是大大低于單晶硅材料的。

1976年，德國瓦克公司采用多晶鑄錠的切片成功制成商用太陽能電池，雖然發(fā)電效率偏低，且長期衰減性能較差，但明顯的成本優(yōu)勢仍為它打開了一片新市場。此后，多晶鑄錠相對(duì)單晶的市場份額逐漸上升。

20世紀(jì)80年代初，各國開始建設(shè)千瓦級(jí)乃至兆瓦級(jí)光伏電站，由于投資巨大，為了保證電站質(zhì)量，人們普遍選擇可靠的單晶電池組件。30多年后，人們回顧那時(shí)的老電站發(fā)現(xiàn)，單晶材料的可靠性的確經(jīng)得起歲月考驗(yàn)。1982年歐洲第一個(gè)10KW單晶并網(wǎng)系統(tǒng)在瑞士建成，到目前為止年均衰減率僅0.4%；1984年，加州1MW單晶荒漠電站建成，在極其惡劣的環(huán)境下年均衰減率僅0.9%，同年蘭州10KW單晶系統(tǒng)建成，年均衰減率0.37%；中科院電工所近期組織的“尋找中國最美光伏老組件”活動(dòng)在云南、西藏發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行30年以上的組件，全部是單晶材料制成；1994年寧波最早的單晶光伏電站到今天為止總功率衰減了13.1%；1997年德國西門子供應(yīng)的單晶組件用于兆瓦級(jí)屋頂項(xiàng)目建設(shè)，目前平均年衰減0.4%。

進(jìn)入90年代后期，人類對(duì)光伏發(fā)電的需求開始加速，到1999年全球累計(jì)光伏裝機(jī)突破1GW，其后以每年40%左右的速度增長，2004年新增容量即超過1GW。在這一時(shí)期，多數(shù)企業(yè)認(rèn)為單晶工藝本身的復(fù)雜性導(dǎo)致其產(chǎn)能難以快速擴(kuò)張，而多晶鑄錠依靠標(biāo)準(zhǔn)化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備以每年60%以上的速度擴(kuò)產(chǎn)，迅速滿足了全球光伏市場爆發(fā)式增長的需求。

在2007-2011年“賺快錢”的年代，多晶鑄錠年均產(chǎn)能增速甚至接近100%，大大超過市場需求增速光伏制造業(yè)最難熬的幾年間，企業(yè)紛紛放棄了新建擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目的步伐，有實(shí)力的企業(yè)開始沉下心來加大研發(fā)投入，國內(nèi)主要單晶企業(yè)致力于在不擴(kuò)大固定投資的情況下提高現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)能力，不斷刷新單爐產(chǎn)量，使歐洲、日本、韓國等不具備競爭力的單晶企業(yè)淘汰出局，另一方面，主流單晶電池企業(yè)通過各種新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大相對(duì)多晶電池的發(fā)電效率優(yōu)勢；多晶鑄已經(jīng)遭遇技術(shù)天花板，每公斤單位成本下降空間有限，在金剛線切片領(lǐng)域找不到突破點(diǎn)，薄片化已被單晶拉開差距。

此時(shí)，唯一的研發(fā)方向是提高多晶電池發(fā)電效率，一種被稱為“準(zhǔn)單晶”的“新概念技術(shù)”被提出，一個(gè)名曰“鳳凰光伏”的企業(yè)宣傳密集，昱輝、保利協(xié)鑫等主要硅片企業(yè)均上馬“準(zhǔn)單晶”，通過鋪設(shè)籽晶來大規(guī)模生產(chǎn)類似單晶結(jié)構(gòu)的晶體，期待憑借多晶鑄錠設(shè)備超大產(chǎn)能優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)單晶的批量化供應(yīng)，僅僅2年后，這種“新概念技術(shù)”就被證實(shí)走了歷史的老路，幾乎無主要電池廠商使用“準(zhǔn)單晶”做電池材料，國內(nèi)幾乎沒有大型電站開發(fā)商使用“準(zhǔn)單晶”組件。其實(shí)早在20世紀(jì)七、八十年代，BP、GT等多晶鑄錠先驅(qū)早已試用并證實(shí)了鑄錠技術(shù)生產(chǎn)單晶是不可行的，并且在產(chǎn)品性價(jià)比方面還不如普通的多晶鑄錠。