1980年初退休的Harold僅僅60出頭,這對一個精力旺盛充滿智慧的發(fā)明家和企業(yè)家來說并不是一件令人特別高興的事情。他一直追尋著自己發(fā)展玻璃工業(yè)的夢想。在工業(yè)建筑和汽車行業(yè)之后,他一直在尋找下一個玻璃革命的應(yīng)用。
這個時候的美國已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。能源危機的步步緊逼已經(jīng)深入美國人民的觀念之中。油價一再的飆升,電力行業(yè)的不景氣讓太陽能發(fā)電的研究越來越熱。西海岸斯坦福大學(xué)的GeraldPearson作為第一批先驅(qū)者,提出基于半導(dǎo)體光生伏打效應(yīng)收集電流獲取電能的系列理論引起了Harold極大的興趣。他先后拜訪了美國最前沿的光伏研究中心:斯坦福大學(xué)和科羅拉多的新能源研究中心(NREL),有一件事情讓他特別印象深刻:光伏電池是一層半導(dǎo)體夾在兩塊玻璃之間。玻璃的重量占整個終端產(chǎn)品的95%以上。
這時候他有了一個奇妙的想法:光伏產(chǎn)品本質(zhì)上就是玻璃產(chǎn)品的延伸。這對Harold來說是一個驚天的發(fā)現(xiàn)。長期工作在工程開發(fā)第一線的他有著GeraldPearson和Bob Swanson不具備的敏銳直覺:如果能將夾在玻璃中間的硅片的生產(chǎn)工藝簡化成一層薄膜,那制造成本將指數(shù)降低(誰也比不過浮法玻璃的成本),光伏發(fā)電成本很快就會低于火電。
這一想法在當(dāng)時并未受到主流學(xué)界的重視。Gerald那個時候已經(jīng)是行業(yè)的泰山北斗,統(tǒng)領(lǐng)光伏行業(yè)各大門派。作為一個標(biāo)準的半導(dǎo)體人,他認為光伏組件本質(zhì)是一塊半導(dǎo)體,玻璃和封膠只是保護半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)而已。而Harold看來,他過去20年做的玻璃,不是鍍增透膜就是鍍反射膜,光伏組件只是鍍了吸光膜的玻璃而已。事后的發(fā)展證明,Harold的觀點更為貼切。因為半導(dǎo)體產(chǎn)品基本都放置在室內(nèi)應(yīng)用,而玻璃才需要在戶外風(fēng)吹雨淋,以做玻璃產(chǎn)品為出發(fā)點做太陽能產(chǎn)品似乎更為貼切。
在美國國家新能源實驗室(NREL),Haroldlicense了他們研究最成熟的薄膜硅技術(shù),融資1千2百萬美金成立了GlassTechSolar公司。然而Gerald對基于薄膜不定型硅的PN結(jié)結(jié)構(gòu)的評價一針見血:danglingbonds導(dǎo)致缺陷態(tài)太多,大大影響了光電轉(zhuǎn)換效率,Harold本身對半導(dǎo)體器件工作原理又不太了解,以至于公司成立了幾年,連一片像樣的樣品都做不出來。
然而,這個世界上,任何努力都不是白費的,哪怕是失敗也是有收獲的,Harold的收獲,就是發(fā)現(xiàn)了一種新的光伏材料:碲化鎘。
要說這碲化鎘并不是什么新鮮事物。早在Gerald和Shockley60年代研究各種半導(dǎo)體光伏材料的時候就提出,單節(jié)光伏電池要想接近Shockley-Quessier極限,最好的能帶間隙應(yīng)該在1.5電子伏。經(jīng)過研究,大家發(fā)現(xiàn)碲化鎘最接近這一數(shù)字,從60年代GE就開始研究這種材料。一直以來,由于碲化鎘n型摻雜的困難而進展緩慢。