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玻璃上的光芒---第一太阳能发展史

发表于:2013-12-05 10:22:34     来源:雪球
 
 
这个方法提出之初就获得了很多关注,但是却无人能够成功低价量产。Alastair念的是力学机械工程,对材料特性非常敏感。他仔细研究了这个工艺,得出以下结论:

1.浮法工艺是理论上唯一有可能取代传统工艺,大幅度降低成本,让高质量玻璃走进大众日常生活的途径

2.浮法工艺的成功关键在于金属材料的选取,玻璃的气体环境调整,设备的设计,温度的选取,进料的条件等多方面的设计。

1952年,Alastair带着一份报告和初步实验数据,说服了董事会斥巨资开始了艰苦的浮法玻璃研发之路。经过大量的资金人力投入,多种材料和工艺的实验,失败,重新设计,终于在1959年,也就是本文开头的时候,成功使用浮法玻璃工艺生产出高质量的,平整而无需抛光的高透明玻璃。

这是工业界的一道闪电。浮法工艺也被命名为Pilkington工艺。不到10年的时间,大面积高质量玻璃的成本下降了接近100-1000倍。全世界99%的玻璃都使用浮法工艺,玻璃,作为建筑,运输行业不可或缺的一部分,走进了平常人的生活。Pilkington也在1970年代一跃成为世界最大的玻璃制造商。Alastair也因为这项伟大的发明被授予英国皇家爵士爵位。

然而,玻璃对人类的贡献还远远没有结束。没人能想到,更耀眼的光彩还在后面。

1989年的亚利桑那的夏天仍旧是教科书般的灿烂阳光,在凤凰城市郊的一座豪宅中,高朋满座。众人正在聚精会神的听着主人的演讲。主人的名字叫HaroldMcmaster。

Harold出生于1916年,和他的好朋友Pilkington一样是一位玻璃行业的重量级发明家,拥有超过100项发明。毕业于俄亥俄大学的物理系的他成长与二次工业革命后期的美国。他和他的前辈们如爱迪生,GeorgeWestinghouse这些没有受过高等教育的工匠型发明家不同,他接受过良好的物理学基础教育,对工业应用的发明更具有前瞻性。同Pilkington一样,他也敏锐的发现,随着工业时代的到来,玻璃的应用必将普及。而他更注重应用,他发现在玻璃最大的应用:工业建筑和汽车上,由于其易碎而且碎片容易划伤人,使得其使用成本大大提高。在经过长时间的研究后,他发现玻璃通过淬火工艺能够大大提高强度,还可以降低碎片锋利程度。于是在PilkingtonGlass Co合作紧密的LibbeyOwens Ford Glass公司工作10年后,他创立了自己的玻璃公司,Permaglass。并且使用淬火工艺发明了我们沿用至今的伟大产品:钢化玻璃。毫不夸张的说,钢化玻璃是工业化时代应用最广的玻璃品种之一。之后数年Harold将Permaglass做大,和GuardianIndustries合并,发展到今天已经成为员工18000人业务覆盖21个国家的大型国际玻璃集团。

1980年初退休的Harold仅仅60出头,这对一个精力旺盛充满智慧的发明家和企业家来说并不是一件令人特别高兴的事情。他一直追寻着自己发展玻璃工业的梦想。在工业建筑和汽车行业之后,他一直在寻找下一个玻璃革命的应用。

这个时候的美国已经发生了翻天覆地的变化。能源危机的步步紧逼已经深入美国人民的观念之中。油价一再的飙升,电力行业的不景气让太阳能发电的研究越来越热。西海岸斯坦福大学的GeraldPearson作为第一批先驱者,提出基于半导体光生伏打效应收集电流获取电能的系列理论引起了Harold极大的兴趣。他先后拜访了美国最前沿的光伏研究中心:斯坦福大学和科罗拉多的新能源研究中心(NREL),有一件事情让他特别印象深刻:光伏电池是一层半导体夹在两块玻璃之间。玻璃的重量占整个终端产品的95%以上。

这时候他有了一个奇妙的想法:光伏产品本质上就是玻璃产品的延伸。这对Harold来说是一个惊天的发现。长期工作在工程开发第一线的他有着GeraldPearson和Bob Swanson不具备的敏锐直觉:如果能将夹在玻璃中间的硅片的生产工艺简化成一层薄膜,那制造成本将指数降低(谁也比不过浮法玻璃的成本),光伏发电成本很快就会低于火电。
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