摘要：中国在能源科技创新上取得了诸多突破性进展，如高效高功率光伏电池、钙钛矿技术、超大型风机、先进储能、氢能与燃料电池、能源互联网与智能电网等。但科创之路无坦途，要实现零碳未来的美好愿景，科技创新仍需克服诸多难题和障碍。

编者按：科技创新是推动能源转型的核心驱动力。由“资源为王”到“技术为王”，能源产业的底层逻辑已发生根本性转变，科技创新的价值在不断增强。

中国在能源科技创新上取得了诸多突破性进展，如高效高功率光伏电池、钙钛矿技术、超大型风机、先进储能、氢能与燃料电池、能源互联网与智能电网等。但科创之路无坦途，要实现零碳未来的美好愿景，科技创新仍需克服诸多难题和障碍。

为探寻能源科技创新的前沿方向，探索开放创新、协同创新、跨界创新的最优路径，汇聚全球智慧推动绿色低碳转型，华夏能源网特别推出「对话CTO：能源科创“领航者”访谈计划」。

“我们这么好的产业，如今大面积停产，很多产能将变成废铜烂铁……”面对中国光伏产业的现状，沈辉博士满是可惜与担忧。

这是一位清瘦的学者，腰板挺直、步伐矫健，讲起话来思维敏捷、中气十足，加上几分率真气质，很难想象他其实已年近七旬。

1956年，沈辉出生于江苏连云港，早年上山下乡，高考恢复后考上大学，大学毕业就在中科院做纳米材料领域的研究工作。上世纪90年代赴德留学转向太阳能领域，回国后，他研究的课题“太阳能光伏材料及光电转换”入选中科院“百人计划”。沈辉说，“最崇敬的伟人是毛泽东，最感激的是邓小平”。

2004年，受中山大学邀请，沈辉创建了中山大学太阳能系统研究所。“受到孙中山、陈寅恪精神的感召去到中山大学。”沈辉说。在这座美丽的校园里，沈辉工作了17年，为光伏行业输送了大量人才。如今，很多龙头企业的技术骨干和技术负责人都是他的弟子，真正是“桃李满天下”。

从中山大学退休后，沈辉于2022年来到江苏江阴市，参与了长三角太阳能光伏技术创新中心（简称“光伏中心”或YIST）建设并担任光伏中心主任，立志于服务好光伏产业，同时也帮助政府和企业推动科技进步和产业发展。如今，他把主要精力投入到光伏中心的发展中。沈辉将“求真、勤勉、善思、引领”作为光伏中心的核心理念，力争把光伏中心打造成他理想中的研究机构——不追逐排名和得奖。

“假设爱因斯坦在中国，在三流大学都当不了教授，因为会被认为发表文章的杂志档次不够”。沈辉对国内科研界的管理及考核标准有着深深的担忧，因此他更希望光伏中心的工作贴近实践、深入产业，不做虚无缥缈、飘在空中的事情。

目前，光伏中心已建起一支包括Pierre J. Verlinden、王琪、冯志强、袁晓在内的世界一流科学家团队。沈辉现在心心念念的是，“要赶快把年轻人培养起来”。

因为工作的缘故，沈辉始终满怀热情地积极参与和帮助国内外企业的技术合作项目，对中国光伏从弱小到强大，从被忽视、被拒绝、被嘲笑，到如今被惊叹、被佩服，有着切身的体会。他感叹，“我们从10MW起步，到攻破各类关键技术成为光伏强国是多么不易！”

他将之归功于中国政府的支持和民营企业家的努力，同时也毫不讳言指出，“也有欧美对晶体硅技术判断失误的因素”，因而他们认定薄膜电池才是未来方向，这给晶体硅太阳电池在中国快速发展提供了机会。

如今，面对欧美从科研到市场筑起的壁垒，从不公平市场待遇到关税、碳税的各种围追堵截，他认为，未来中国光伏还是要立足自己，建立中国的知识产权体系，并呼吁行业要团结，遵守规则，共同进步，“不要让外国人看笑话”。

以下为华夏能源网与沈辉博士的深度对话全文：

做一家不一样的光伏研究所

华夏能源网：从2004年创建中山大学太阳能系统研究所算起，这二十多年正是中国光伏迅速壮大的20年。作为中国光伏技术进步的推动者和见证者，这二十多年您最大的收获是什么？

沈辉：我最早是做纳米材料的，在德留学期间，发现了太阳能发电这片天地，一次在夫琅禾费太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)做报告，使我感觉这一领域大有可为。从德国留学回国后，我经过思考与调整，从1999年就在中科院做光伏发电，我的课题“太阳能光伏材料及光电转换”还入选了中科院的百人计划。

2004年，中山大学校长黄达人提出加强工科发展，我就在那个时候来到中山大学工作。那时我就想建立一个有国际声望的、引领行业发展的太阳能系统研究所，英文名称采用的也是夫琅禾费太阳能系统研究所的英文名称（Institute for Solar Energy System）。

从中科院带研究生至今，我培养了上百个博士和硕士，相当多都在光伏行业里。我感到很荣幸。

华夏能源网：2021年退休后，您参与创建了长三角太阳能光伏技术创新中心，这个中心肩负怎样的使命？取得了哪些新成果？

沈辉：退休后，江苏省产研院与江阴市找到我，表示早就想建一个国家级光伏研发中心，江苏也是我的家乡，我就想建立这个研发中心为企业服务。中国光伏已经非常强大，如今规则应该由我们中国来制定，但是这些太阳电池的原创技术全来自国外，太阳电池的世界纪录标定也是国外更有权威性，我想建立光伏中心是一个机会。另外在未来的光伏技术研发中，我们也希望有所贡献。

目前，我们已组建起一个世界最顶级的科学家团队，主导我们重大研发方向。我们不去跟高校研究机构争名，不去发表论文得奖，也不跟企业争利。我们的定位是为企业和行业服务，并且一定要做企业后天、大后天想做的事，而非企业现在能做的。

成立一年多时，我们寻找到了第一个方向——低空、太空的空间电源，由我们一个航天背景团队做的，现在有两颗卫星都搭载了我们研发的光伏发电器件。另外，我们正在西藏建一个世界级的太阳电池效率溯源与比对中心，目前已在珠峰脚下4000多米海拔处建立了基地，承担了西藏科技厅两个项目。用西藏最本征的太阳光，得到最真实的科学结论，这是我们要建设发展光伏技术的一个世界性的平台。

我们也得到四川省科技厅的力挺，建立了四川分中心暨乐山晶体硅光伏技术创新中心。另外我们还创建了PV School培训体系，邀请世界最顶级的大师来给企业开课，头部企业反馈很好。我们还在本地培育孵化了几个项目，有两个得到地方政府每个3000万支持，现在马上就要开始生产了，我们可以占一定的股份。

我们还把老一辈光伏人艰苦创业的历史写出来了。《我们的光伏人生》第一部去年已经出版，第二部也在排版了。另外，我组织编写了七八本的太阳诗集，收录企业家、归国科研人员、各岗位工作人员等不同角色人的作品，从不同角度歌颂太阳、歌颂光伏，目前已经出版了四本。这样多元化的发展成果，是我们用不到三年时间做到的。

华夏能源网：多年来您致力于光伏文化的推广，花费十几年时间整理《我心中的太阳》这本书，您对光伏行业的热爱和激情来自哪里？

沈辉：我深深地被中国光伏产业所震撼。一开始我们规模还没有印度大，在很短时间就打破国外技术垄断，建立了整个晶体硅太阳电池产业链，包括银浆、铝浆、EVA、背板、切片全是中国人建立的完整的产业技术体系。中国的太阳神话是世界上最壮美的史诗，我用了大概13到15年时间看了100本古籍，把跟太阳相关的内容汇集起来，赞美人类追逐太阳的精神，以表达我对中国光伏产业的一份敬意。

应允许科学家不发论文

华夏能源网：中国光伏取得了巨大的成就，虽然很多太阳电池的原创技术都来源于海外，但是量产则是在国内实现的，对此您怎么看？

沈辉：这主要是中国企业家的努力拼搏所致，当然，也与国外企业家、科学家、政府部门的重大判断失误有关。他们认定晶体硅不行了，由薄膜替代了，所以德国多个生产设备公司把生产线整套整套的卖给了中国。当年我到德国去，他们洋洋得意地说，“我们马上就用薄膜技术把你们打败了”。但是，中国的企业家这条路选对了，15年过去，我们从头到尾掌握了晶体硅技术。薄膜技术没有取代晶体硅，所以方向把握非常重要。

晶体硅太阳电池技术，如TOPCon、BC、硅异质结（SHJ）、PERC电池，原创分别是德国人、美国人、日本人、还有澳大利亚人。但他们只做了小批量生产，甚至有的小批量生产都没做到。中国的企业家与工程师们实现了大规模量产，还把价格做到像萝卜白菜一样人人都用得起，这是世界的奇迹。

华夏能源网：中国的光伏科学原创性偏弱，是因为我们不够重视基础性的研究导致的吗？国外的科研体系有哪些值得我们学习的？

沈辉：是这样。一方面，我们很多技术来自于企业，但工厂讲实用，要很快生产。另一方面，中国的科研院所又面临一个问题，大家都急于发表论文，否则通过不了考核。

在德国，科学家就是致力于科研。如果你是做基础研究的，要非常沉得住气，也没人拿发论文来刁难你。马克思·普朗克研究所就是主做基础研究的，他们研究成果就是要拿到诺贝尔奖，在基础研究上有突破。但夫琅禾费应用科学促进会的总裁说，“我们不以拿诺贝尔奖为目标，我们的定位就是推动工业进步。”

德国的科研机构跟大学分工明确：学位只能由大学授予，研究所就是为企业服务。如果你要当企业家，就要离开研究机构。又搞基础，又搞技术，又搞工业又去赚钱的，可能有，但我没见过这样的天才。

我深有体会的是，德国的科研体系就是为工业进步服务的。德国人发表论文就是为了解决实际问题，不是为了职称。

我们的科研体系一定要改进。政策对于科研应有容忍度，科学家可以不发表论文，科学研究本就是成功率极小极小的。一个国家成千上万的人献身于科学事业，大部分都一辈子碌碌无为，是非常正常的。但是千万个人中只要有一个人闪闪发光，那国家就能大踏步的前进。

华夏能源网：您曾很多次提到，要把年轻人赶快培养起来，为什么会有这种紧迫感？

沈辉：历史上，科学的发现都是二三十岁、三四十岁的人，更多的活力来自于年轻人。在德国，都是博士独立冲在科研前线，老师是跟在后边提供服务的。

我们一定要改变！学生永远超不过老师，这怎么进步？评价一个人的成就，应该看有多少学生超过你。所以我想把年轻人培养起来。我们这里有好多80后、90后，我在慢慢退到后方，给年轻人更多机会和最大支持，要让他们的聪明才智发挥出来。

晶体硅主导地位很难被颠覆

华夏能源网：回顾过去二十年光伏产业发展史，主流技术的变迁有哪些规律？未来晶体硅技术创新能否突破效率天花板？

沈辉：晶体硅电池真正起步是从1954年贝尔实验室开始，至今已超过半个世纪。至今为止，碲化镉和铜铟镓硒等薄膜电池都没有替代它。只要半导体器件还以硅为主体，晶体硅电池就不可能被淘汰掉。技术发展主要聚焦在三个方向：成本的降低，效率的增加和产品可靠性。

我的一个实验——一款82年生产的美国晶体硅电池，在运行40年后，衰减仍不超过10%。这是非常震撼的，证明晶体硅可以用30年、40年甚至50年。现在很多组件标注的25年，只是质保期不是寿命。

我觉得最终就是物理机理的突破、材料的突破。接下来就是光能量的高效利用、材料的物理机制突破，这一定会由我们中国的科学家来解决。

华夏能源网：对于当前TOPCon、异质结、BC 等这几条技术路线，您最看好哪项？

沈辉：TOPCon最适合目前的市场，因为价格便宜。光学设计上BC最完美，但不能说BC是终极技术，因为它的电极都在背面交叉扩散，所以BC材料的绝缘要求很高。硅异质结的弱光性能很好，有杂交技术的优势。按照现有的理论，它们最终转换效率不超过30%。

现在有很多比对，要去多家权威性机构，要大面积、重复性的比较才有效果，不同地域又不一样。实际不管采用哪种技术，每瓦的发电量没有本质差别。

三种电池最终谁能胜出不取决于光电转换效率，而是制造成本、稳定性和市场需求。不要说晶体硅只有一条路可走，大家共同发展、百花齐放，不要动不动就说谁取代谁。

华夏能源网：光子倍增技术在业内讨论热烈，这一技术的未来前景怎样？

沈辉：光子倍增从理论上看是可行的，关键是倍增以后对效率的影响。激光技术在太阳电池上的应用不是新鲜事，早就有技术研究在做。我觉得，倍增从技术研究到技术突破是非常有意义的。

华夏能源网：业内认为五年后将是“钙钛矿+晶体硅”电池的叠层时代。TOPCon、异质结、BC这些技术与钙钛矿相互融合，哪个最有前景？

沈辉：只要找到自己的方向和适合的应用场景，每个技术都能发展起来，但整个光伏发电的信心还是来自于晶体硅。

从物理学上看，叠层可以提高效率，超过晶体硅单结30%的极限。应用到航天是没有疑议的，因为它不存在电流匹配问题，天上的太阳光谱是不变的，只要严格按照底电池、顶电池或者中间电池设计好就可以。

地面就复杂了，春夏秋冬、早中晚光谱总是变化的，所以底电池和顶电池的电流不匹配。好比把一个一号电池跟一个五号电池串在一起，这怎么调节？做小面积的难度小一些，但很难推广应用起来，所以目前还是很大的挑战。

我非常支持厂家把钙钛矿制备在玻璃上做成应用，如BIPV、各种消费品甚至室内，都有用武之地。

要建立中国的知识产权体系

华夏能源网：近期光伏行业的专利战打得热火朝天，龙头企业几乎都卷进来了，First Solar也宣布要对TOPCon技术侵权发起诉讼。对此您怎么看？

沈辉：因为很多专利是国外的，国外的企业已经搅进来了——像First Solar本身不做晶体硅，但它收购了一些晶体硅专利技术来打专利战，针对的就是中国企业，这要引起重视。

中国要建立自己的知识产权体系，这需要政府部门、行业协会站出来协调。专利大战是一个非常不好的现象，打官司两败俱伤，建议国内企业坐下来，平心静气谈一谈，该付钱就付钱。我们不要给国外看笑话。

关于行业内卷，我觉得是顶层设计做的不好。我认为，两招能化解内卷：第一，把三、五年前安装的所有组件全拆下来，捐给世界没有电的地方，比如非洲。有电就有一切，有了电才能生产，有了电市场需求就来了。

第二，各省都建直流电网。现在大面积的光伏发电是直流电，为了上网把它变成交流电，到了千家万户又把它变成直流电。现在照明多是用LED，所需的就是直流电，而直流家电产品也发展起来了。国家必须在电网上面革命。

还有，现在储能已经非常便宜，光伏发电在总发电量中为什么不能实现20%、甚至30%的占比？这些都值得国家在顶层设计中考虑。

华夏能源网：中国光伏技术超越海外后，创新开始缺乏参照物，对步入技术“无人区”的中国光伏，您有什么建议？

沈辉：技术无人区，是指国外提供的几个光伏电池技术路线被中国人全部尝试并已产业化之后，所谓的无路可走。确实面临这个窘境，但现有的技术方向上还是有一段路可走的。

比如砷化镓，单结的砷化镓电池理论效率可达30%，多结的理论效率更超过50%。但砷化镓太贵了，只适合太空用。如果能找到一种新的化合半导体取代砷化镓，就可实现突破。

另外，国外的科学原创非常扎实，像德国的夫琅禾费每年都出现新技术，这值得我们关注。

我们要跟国际对接，就要有一个国家级的太阳电池研发机构。中国光伏产业这么大，中科院居然没有一个太阳能系统的专业研究机构，我们需要一个中国版的夫琅禾费研究所。

华夏能源网：中国的光伏企业与海外的研究机构应该建立怎样的合作关系来实现优势互补？

沈辉：去年我们到德国、瑞士、荷兰等国拜访了一些机构，但他们不与我们合作，因为意识形态的问题。他们认为中国太强大了，搞得他们惊慌失措，就开始收紧了。未来我们还是要立足于自己。

中国企业一定要到国外去。德国人就跟我讲，中国企业到德国来办厂，就是德国企业了，大家才好合作。到欧美去怎么融合，怎么求大同存小异，是我们需要解决的。华为把一些研究机构建到海外，是很好的方法。我们也在想办法把国外的科学家请到国内来加深科学合作。

科学没国界，技术是有国界的。技术产品的利益，捆绑在自己国家名字上。

来源：华夏能源网