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三、邁進：新政帶來光明和希望

（20世紀90年代）

3.美國：“百萬屋頂”計劃推動跨越發展（續）

1993年9月，美國實施了TEAM-UP（技術經驗促進并網光伏市場）項目，該項目旨在6年內給予光伏行業5.13億美元補貼，以促進光伏電站并網和獨立系統的商業化，并積累技術經驗。其成員單位可以提出要求和建議項目，探索解決光伏系統并網的技術問題，以及驗證相關應用。所提項目，由專家定期評估，美國能源部將給予批準并網項目不超過1750美元/千瓦的基金資助。也是在這一年，美國德克薩斯門托市政公司（SMUD）推出了“光伏先驅者”項目，在100戶志愿者的屋頂上安裝每套容量為3千瓦~4千瓦的并網光伏系統，并實行“綠色電價”。項目得到了用戶的熱烈反映，每年都有500~1000戶報名參加。

1996年，“光伏建筑物計劃”得到美國能源部的支持，并投資20億美元啟動實施。這一年，美國加州創立了5.4億美元的公共收益基金，以支持可更新能源的發展。不過，值得注意的是，從上世紀90年代開始，美國太陽能和可持續能源工業開始醞釀重整的計劃。由美國可持續工業行業協會和咨詢公司領頭，進行了廣泛積極的協商，以求達到產業內的共識。該計劃希望通過最佳資源組合，包括人才、信息、原料、市場、技術、銷售網絡和資金等優化組合，提高美國可持續能源工業的規模和競爭力。

1997年，時任美國總統克林頓宣布了“太陽能百萬屋頂計劃（Million Solar Roofs Initiative）”，準備在2010年以前，在100萬座建筑物上安裝3千瓦~5千瓦的太陽能系統，主要是太陽能光伏發電系統和熱利用系統，并實施“凈流量表”體制：有太陽時，屋內向電網供電，電表倒轉；無太陽時，電網向家庭供電，電表正轉，每月只需交“凈電費”。其時，全球氣候變暖日益嚴重，如果計劃實行到位，2010年將實現二氧化碳減排300多萬噸(相當于85萬輛汽車排放量），并將產生相當于2~3個燃煤發電廠的電力。這不僅能極大滿足建筑物自身的電力需求，有的地方，如美國薩克拉門托市設施區、科羅拉多公共服務公司，在計劃實施初始，就通過電力設施實現了出售由太陽能產生的電力。而且美國的太陽能光伏發電和熱利用技術已經非常成熟，進入了大規模生產階段。例如，最大的兩家太陽電池公司United Solar和Solarex，年生產能力已經分別能夠達到5兆瓦和10兆瓦，全美國光伏發電產品的年銷售量已經能夠在1997年達到100兆瓦。此外，政府投入方面，1997年，政府在項目上的研究經費為6000萬美元，而當時白宮專家就認為這一數額到了2003年會增加到1.4億美元。1997年，成立于1986年的PVUSA計劃由加州能源署和SUMD協商管理，主要的任務包括：在同一地點評估有前途的光伏組件和配套器件性能的可靠性并進行成本核算；評估光伏系統在電網架構中的運行和維護特性；比較不同地域的光伏技術；在設計運行等方面支持光伏并網系統；總結和傳播從PVUSA計劃中積累的知識和經驗。該計劃還邀請光伏制造商提供20千瓦光伏組件及配套設備，然后逐個進行性能試驗比較，隨后擴展到中小型規模試驗，并開辦應用培訓班。

百萬屋頂計劃實行之后，美國各地紛紛開展專項工程，其所帶來的經濟價值，也被納入經濟發展的重要組成，在以夏威夷為代表的很多地區，由于資源優越，太陽能成為了當地能源供應的主要形式。

事實上，在這個階段，美國的光伏行業受到來自日本、歐洲的嚴峻挑戰。1997年，世界太陽能電池光伏組件生產達到122兆瓦，比1996年增長了38%（1996年83.5兆瓦）。這當中，美國占41.4%，為50.5兆瓦。

在當時，如以生產地點來計算，美國是世界光伏生產的重鎮(年生產54兆瓦，占全球總值的1/3)，但許多光伏工廠的股權已被歐洲國家和日本買下。所以，如果以所有權來計算，美國的領先地位已經被歐洲和日本所奪取。同時，美國的光伏產品也越來越依賴于國外市場。據1997年的數據，73%的美國光伏產品靠出口，其中1/2以上銷往日本和德國。市場的相互滲透促使跨國企業兼并加劇，而美國希望通過產業重整來重樹其國際競爭力，也勢在必行。

在多晶硅方面，美國比較有代表性的公司是赫姆洛克。說起赫姆洛克，就不能不提到道康寧，畢竟前者只是后者的合資子公司。道康寧是陶氏化學和康寧玻璃對等投資的合資公司。如果說海姆洛克的硅料研發和生產可以追溯到其成立的1960年，那么道康寧的硅料研發則可追溯到其成立的1943年，而康寧玻璃硅料的研究可追溯到更早的1930年。1930年，Corning Glass 康寧玻璃公司的研發總監數理文博士請海德博士調研開發具有玻璃特性的塑料的可行性。玻璃是硅基的，可抗溫濕度變化，化學反應惰性且絕緣；塑料是碳基的，易塑形；硅綜合了玻璃和塑料的優點，從而進入其研究視野，這無意中觸發且由此進入一個硅的新世紀的開始。1937年，在康寧公司的資助下，作為康寧研究員邁瑞格博士領導研究團隊在美國賓州匹茲堡梅隆研究所開始硅的研究工作。1942年，從1930年的可能性的設想，到1937年正式研究工作的啟動，世界硅的研究也取得里程碑式的進展，終于看到一絲曙光。1943年，康寧玻璃和陶氏化學強強聯合、對等合資，道康寧成立，加速了硅研究進程和產業化、工業化和商業化進程。1957年，道康寧公司開發了多晶硅制造技術。1960年，在密歇根州，Hemlock成為第一個集成制造多晶硅的工廠。到1969年，得益于電子產業的高速成長，公司10年內實現了3次產能倍增。1979年，Hemlock Semiconductor Corporation （赫姆洛克半導體公司）成為道康寧的完全子公司。1984年，道康寧引進戰略投資者，兩個來自日本最大單晶硅硅片生產商Shin Etsu Handotai Co., Ltd.（信越半導體，占股24.5%）和Mitsubishi Materials Corporation（三菱材料公司，占股12.25%）。赫姆洛克的發展將進入新的里程碑時代，多晶硅產業由此大大提速，并在1986年擴產3倍，專注于前沿的提純技術和每萬億所含雜質的分析技術；1989年，使用潔凈室處理技術用于高純硅完成操作進一步改善和擴展；1992年，產能提升20%，通過ISO9002認證；1989年，使用潔凈室處理技術用于高純硅完成操作進一步改善和擴展；1992年，產能提升20%，通過ISO9002認證；1994年，成為當時世界最大的多晶硅工廠之一；1995年、1997年、1998年，連續實現大幅擴產；到20世紀末已經擁有6200噸產能，技術也進一步提升，可以滿足未來300~400毫米超清潔多晶硅晶圓的需求。