沈辉：建筑光伏要有人文情怀

“如果建筑披上太阳电池的外衣，从此建筑每天都在跟太阳对话，借助于光伏就能让建筑跟太阳产生互动。”

“不存在第几代太阳电池之说，大家都是同一代产品。太阳底下没有新东西。”

“至今为止，太阳电池技术大多都是国外首先研发的。”

“太阳能作为补充能源向重要能源甚至主导能源发展的主线已经非常清楚。”

“万物生长靠太阳，人也是靠太阳来调节生活节奏与心情的。”

“在建筑上发展电站，是最好的选择。”

“建筑如果没有太阳电池，就是一个丑陋的建筑，加上太阳电池就有了灵魂和灵感。”

“发展太阳能建筑，要得到建筑师的理解与支持才行。”

“要把太阳电池真正的建材化，作为建材的一部分，做成建筑的一部分。”

“光伏不仅是一个产业，更是一个伟大的事业，要有人文情怀。”

——沈辉

中山大学太阳能系统研究所教授沈辉博士表示，建筑是光伏最好的载体，如果没有建筑师为主策划、主导，建筑和光伏的结合发展很难推广，所以建筑光伏的发展首先要得到建筑师的认同和支持。

他认为，在我国，光伏建筑的发展潜力巨大，对光伏产业来说是巨大的市场机遇，但光伏产业需要在光伏建筑材料上发力、创新。光伏建筑要成为一个学科，要培养合格的人才来推广，要有人文情怀。

以下为沈辉博士在本次论坛上的发言实录：

先花几分钟时间谈一下我个人对光伏行业的感受。

光伏产业发展十多年来，其中的发展历程波澜壮阔、值得大书特书。没有一个行业能跟光伏相比，能够成为举世瞩目的中国奇迹。在现代工业史上，中国光伏产业也会占据一个很重要的位置。对我们国家来说，具有国际竞争力的就是华为通讯设备、航天科技、光伏产业、高铁等，能够数得出来的也就这几个了。

十多年前，印度的太阳电池产业比我国还强，印度当时45MW的生产能力，我们只有20-30MW。今天台下有很多的老专家，我这人不算很老，但肯定是不年轻了。现在越来越多的年轻人进入这个行业，但不要忘记老一辈光伏人在这里面辛辛苦苦的打拼。

我进入光伏，也是一个比较偶然的机会。

我曾在中科院固体物理所从事纳米材料方面的研究工作。我上大学比较晚，是上山下乡的知青，1978年考大学之前是江苏省生产建设兵团一师二团七连连长，相当于生产队大队长。我读博士也晚，将近四十岁时才从德国德累斯顿工业大学取得材料科学博士学位。1995年，还是在德国攻读博士学位期间，我被邀请在德国夫朗霍费太阳能系统研究所作了一场报告。

当时这个位于弗赖堡的研究所很小，只有一百多人，当时太阳能光热方面的研究多一些，太阳电池研究方面不是热点。但我发现德国人做什么东西都一直要做到应用，不像我们当时拿个课题写两篇文章就交代了。

这次考察改变了我整个的人生科研取向，从那时候开始我就把主攻方向转到了太阳能光伏技术。1997年回国以后我一直在寻找机会，在1998年获得中科院百人计划，主攻方向是太阳能材料与光电转换，从此我的主要精力就集中于太阳电池与光伏应用技术研究。

于2004年，我在中山大学创建了太阳能系统研究所，后来还建立了2MW的晶体硅电池中试线，在这里面培养了几百个学生。所以我可以自豪地讲，在科研上我没有做出多大的成绩来，但培养的绝大部分学生都活跃在这个行业的重要岗位上，我以他们从事这个行业感到欣慰与自豪。这是我想和大家一起共勉的地方。

接下来，我简单讲讲光电建筑发展的难点和机遇，主要谈一下难点，我用照片来说明。

最近有一本关于光电建筑的书，序言是我写的。我说，如果建筑披上太阳电池的外衣，从此建筑每天都在跟太阳对话，借助于光伏就能让建筑跟太阳产生互动。写这篇序言我将个人感情都倾注到了里面。

我简单说一下光伏的历史。我们从事这个行业，就要知道它整个的发展历程。

在1798年，有一个意大利医生伽伐尼在解剖青蛙时发现青蛙腿抽搐，提出了生物电的概念。意大利一个大学教授伏打(A.Volta)不同意这个解释，认为是金属导电所致，后来通过继续研究这个现象发现了伏打电堆，也就是化学电池，今天我们所用干电池都以这个为原理的。

后来在1839年，当时19岁的埃德蒙贝克勒尔(A.E.Becquerel)研究电化学现象，在光照的时候产生光电流，后人给这个现象起了一个名称叫做光伏效应。这与后来德国人赫兹发现的光电效应有相似之处。爱因斯坦(A.Einstein)1905年提出光电效应方程，圆满的从物理上解释了这一个现象。

今天我们从事的光伏技术都是跟这几个伟人有关系。

首先是科学发现，然后到技术发明，所以我们后面主要讲技术上的一些东西。

1954年，贝尔实验室三位科学家发明了实用性的太阳电池技术。到今天为止，太阳电池基于三个条件：第一是半导体材料没有改变，第二是p-n结也没有改变，第三是欧姆接触没有改变。因此，不存在第几代太阳电池之说，大家都是同一代产品。太阳底下没有新东西。

当然，技术进步是一个漫长的过程。

1974年东欧人P.F.Varadi在美国创立了世界上第一个面向地面应用的太阳电池厂Solarex。我有这家工厂的光伏组件产品，已经三十多年了还在完美的发电。

1981年A.Goetzberger建立德国夫朗霍费太阳系统研究所，他是肖特莱的弟子，肖特莱是半导体三极管发明人之一，他在太阳电池理论效率分析方面有重要贡献。

瑞士联邦理工洛桑分校的太阳电池实验室也很有名，主要是发明了染料敏化太阳电池，我与实验室负责人Gr?tzel教授进行了很长时间的讨论，他的思想很先进、学术性很强，但这种电池至今实用推广还不行。因为科学很多东西大多停留在实验室，真正成为产品的少之又少，也是一个遗憾。

至今为止，太阳电池技术大多都是国外首先研发的。

如HIT电池就是日本人首创并实现量产的，我们还没有实现规模化生产，希望能有企业尽快在这方面有所突破。我们有时候研究目的就是为了写几篇文章。真正的科学创新，是看谁开风气之先，这样才能载入史册。

1978年，有人采访贝尔实验室三位太阳电池发明人，其中一位很感慨，没有想到太阳电池在卫星上大派用场，而他们当年发明太阳电池的时候还没有卫星。1958年，最早的卫星都是用化学电池，用几个月就没电了，后来开始使用太阳电池。可以说，没有太阳电池就没有现在的太空技术发展。

1973年石油危机以后，全世界开始重视太阳能技术。我总结一下，上个世纪是艾迪生时代，就是电转为光，电气化时代，这以消耗大量化石能源为代价。我们这个时代是新能源时代，直接一点就是太阳能时代，是用地球外部资源太阳能来造福于我们，而且没有污染。

目前，太阳能作为补充能源向重要能源甚至主导能源发展的主线已经非常清楚。我认为，电能很难被取代，如果电能不被取代，太阳能发电的发展前景就是不可限量的。

从转化方式来讲，光伏发电也是最科学和最简捷的，直接转化没有任何中间过程。现在所有发电方式都要经过两三个中间过程，有中间过程就意味着损耗，太阳能是光子到电子直接转换。

万物生长靠太阳，人也是靠太阳来调节生活节奏与心情的。

所以，我们今天是一个直接利用太阳能时代。

太阳能利用的发展阶段，从单块组件到系统，从独立电站到并网系统，我们的建筑光伏，从屋顶发电到光电建筑一体化，基本也还是按照这个思路发展。国外的发展，从全国一千多屋顶到一万到十万屋顶，再到百万屋顶、千万屋顶。最近非常好的消息，是浙江提出百万屋顶计划、山东提出千万屋顶计划。

实际上，所有的电站都是分布式的，包括核电站。但在建筑上发展电站，是一个最好的选择，虽然我们国家合适的屋顶比较少。德国的住宅、包括日本，都有大量的屋顶资源。当然，我们有很多工业厂房，光伏发电规模化发展现在正当其时。

但是，如果在这个发展中，包括建筑安装，这方面如果没有建筑师站到第一线，我们可能很难推广。我认为，建筑如果没有太阳电池，就是一个丑陋的建筑，建筑加上太阳电池就有了灵魂和灵感。所以，发展太阳能建筑，要得到建筑师的理解与支持才行。

十多年前，我在国内就做过关于光伏建筑的宣传，包括热水器与建筑结合都可以做得非常漂亮。德国早就提出了建筑光学的理论，连教堂、古堡都可以用太阳能。要把太阳电池真正的建材化，作为建材的一部分，做成建筑的一部分。

我们国家在二十年、三十年内，仍会有大量的新建建筑出现，因此是建筑光伏最好的发展时期。另外，我们上世纪八、九十年代的建筑幕墙如果要进行环保节能改造，如果国家在这方面有顶层设计，我们的建筑光伏就会有巨大的发展空间。

所以，我们要对光电建筑做更多的宣传。

其实，我国古代就有一些很好的太阳文化与太阳能技术，如太阳神岩画、太阳神鸟金饰、日晷、阳燧等。

有一次我在瑞士，看到一块不锈钢板在太阳底下一晒，就出现居里夫人的照片。这太神奇了，这类似于我国透光铜镜技术，而我国在西汉年代就有这项技术了。

我对建筑一直都是顶礼膜拜的。我认为，建筑是神圣的，建筑是一个国家的精神、文化的体现。我最崇拜的建筑是广州中山纪念堂和南京中山陵。我们的建筑要多留下来一点传世作品。

因此，我们光伏建筑学要成为一个学科，要培养专门人才来推动光伏建筑发展，要推广我们的发展理念。

要知道，光伏不仅是一个产业，更是一个伟大的事业，要有人文情怀。

一个美国人用8年时间跑了18个国家，写了一本《追逐太阳》，很值得一读。现在我正在倾力撰写《我心中的太阳》，副标题是太阳文化与太阳能技术漫谈。我希望能够将我国的太阳文化、古代与现代的太阳能技术发展作一些回顾，以激励自己，也让更多的人热爱太阳能技术。

总之，为了社会和谐发展，我们与阳光同行，共同努力，让我国的光伏发展引领世界，和谐、健康的发展。