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阳光三十年 Sunpower发展之路

2013-11-04 10:18来源:雪球关键词:SunPower光伏电池转换效率光伏企业现状收藏点赞

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那个时代大家对2维衬底的均匀半导体掺杂还不是很熟练,这样的大面积功率器件很不好制造。Gerald苦思良久,使用了furnace diffusion的方法,高温将P,N杂质通过气相扩散掺入2寸硅片,获得了高质量的大面积PN结。终于在1954年作出世界上第一片基于硅半导体的太阳能电池,获得了6%的光电转换效率。而在这之前,所有的太阳能电池效率都无法超过0.5%。14年之后,Gerald的师侄Bob Noyce使用了类似的办法作出2维逻辑电路,降低了印刷电路成本,创立了一家公司叫英特尔。

这一进步无疑是在黑暗中的一道闪电,突然大家都有了前进的方向。于是美国人,苏联人,日本人和法国人纷纷加入这一行列,太阳能电池效率从1957年的6%一路上扬到70年到中后期的14%。

然而真正的富有远见的人是Gerald,他知道,问题还很多,距离实用还很远。于是他辞掉了贝尔实验室舒适的工作,搬到了西海岸,在斯坦福大学当起了教授,专注于研究硅太阳能电池的商用化研究。

斯坦福大学是个藏龙卧虎的地方。在1960年加入后Gerald又招聘了James Meindl教授。两位世界二次工业革命浪潮中的工程师家庭出身的背景使得他们对理论和相关技术开发实用性的结合异常敏感,对漂亮的实验数据和数学推演都有一种天生的洞察力和穿透力。他们在太阳能光伏技术方面的研究合作更把这个技术向实用化推进了一大步。

1969-70年两位老师招收了两个学生:TJ Rodgers和Bob Swanson。TJ是个大个子+运动狂,看问题直奔主题从不拖泥带水;而Bob则是一副学者风范,善于深挖物理图像,分析探讨问题韧性十足。两位同学当时研究的是类似的问题: 电子电路越来越复杂,如何改进工艺做出功耗更低或者说能量利用效率更高的电子器件呢?大方向上,集成电路(Integrated Circuit)看起来是个答案,但是这个答案没有给大家任何具体操作的方向。

两位同学的兴趣侧重不同,TJ专注于逻辑器件,如SRAM, EEPROM等。而Bob则一直专注于老师Gerald一生的热爱:硅基太阳能电池。那个年代,大部分硅基半导体的前端工艺和封装理论都在慢慢成熟。掺杂,光刻,绝缘层,Metallization都已经渐渐不是问题。因此TJ渐入佳境,在Gerald,James和师伯William Shockley的指导下做出一系列优秀的可商用技术。为计算机的计算速度提升作出了重大贡献。

然而,他的师兄Bob遇到了很多困难。因为大部分硅基半导体器件和工艺设计的方向都是高集成和低功率的方向,而太阳能电池作为功率半导体器件,不太容易被CMOS工艺的进步所帮助。有些看上去可用的工艺如果应用在太阳能电池上只能是个成本噩梦,无法实用。

1975年间,合作了5年多的师兄弟各奔前程。TJ去工业界,Bob留在斯坦福当教授。临走的时候TJ说:“Bob,你在做一件困难但是伟大的事情,如果将来需要我帮助,给我打电话。”

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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