自1960年人類第一次將光伏發電并入電網，至今光伏行業已然發生翻天覆地的變化，光伏發電已成為極其重要的清潔能源。硅元素是最基礎的、應用最廣泛的光伏發電材料，它在地殼中的含量占比超過26%，是僅次于氧的第二大元素，足夠為人類光伏事業提供源源不斷的原料支撐，未來硅材料未來將成為人類擺脫能源和環境危機的重要依托。

那么問題來了，硅材料是什么時候開始用于發電的呢？

早在1839年，法國科學家貝克雷爾就在液體中發現了光生伏特效應。直到20世紀，人們才發現硅具有光電響應的性質。1950年，科學家蒂爾和里特爾將切克勞斯基在1917年發明的拉晶技術應用于硅單晶的生長，這種拉晶技術已經成為現代生產高質量硅單晶的主要方法。美國科學家恰賓和皮爾松于1954年在貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽能電池，4年后首次在太空應用。

然而在那個年代，以半導體工藝為基礎的單晶生長技術產能極其有限，單晶電池成本居高不下，人們想盡一切辦法擴大晶體產量，最有效的方法就是擴大硅料生長的爐體空間，在直拉單晶爐技術瓶頸未解的情況下，開始嘗試澆鑄工藝和定向凝固工藝制造晶體硅，多晶鑄錠應運而生，然而它的晶體結構始終是無數單晶顆粒的拼接狀態，高位錯密度、高雜質含量的特征使得多晶電池轉換效率無論如何也達不到單晶電池的水平。其后20年時間內，人們不斷改良多晶鑄錠工藝，提高單晶顆粒在鑄錠中的面積比例以降低位錯密度，降低雜質含量。里特爾經過多年研究證實，多晶硅材料的少數載流子壽命永遠是大大低于單晶硅材料的。

1976年，德國瓦克公司采用多晶鑄錠的切片成功制成商用太陽能電池，雖然發電效率偏低，且長期衰減性能較差，但明顯的成本優勢仍為它打開了一片新市場。此后，多晶鑄錠相對單晶的市場份額逐漸上升。

20世紀80年代初，各國開始建設千瓦級乃至兆瓦級光伏電站，由于投資巨大，為了保證電站質量，人們普遍選擇可靠的單晶電池組件。30多年后，人們回顧那時的老電站發現，單晶材料的可靠性的確經得起歲月考驗。1982年歐洲第一個10KW單晶并網系統在瑞士建成，到目前為止年均衰減率僅0.4%；1984年，加州1MW單晶荒漠電站建成，在極其惡劣的環境下年均衰減率僅0.9%，同年蘭州10KW單晶系統建成，年均衰減率0.37%；中科院電工所近期組織的“尋找中國最美光伏老組件”活動在云南、西藏發現了穩定運行30年以上的組件，全部是單晶材料制成；1994年寧波最早的單晶光伏電站到今天為止總功率衰減了13.1%；1997年德國西門子供應的單晶組件用于兆瓦級屋頂項目建設，目前平均年衰減0.4%。

進入90年代后期，人類對光伏發電的需求開始加速，到1999年全球累計光伏裝機突破1GW，其后以每年40%左右的速度增長，2004年新增容量即超過1GW。在這一時期，多數企業認為單晶工藝本身的復雜性導致其產能難以快速擴張，而多晶鑄錠依靠標準化的自動生產設備以每年60%以上的速度擴產，迅速滿足了全球光伏市場爆發式增長的需求。

在2007-2011年“賺快錢”的年代，多晶鑄錠年均產能增速甚至接近100%，大大超過市場需求增速光伏制造業最難熬的幾年間，企業紛紛放棄了新建擴產項目的步伐，有實力的企業開始沉下心來加大研發投入，國內主要單晶企業致力于在不擴大固定投資的情況下提高現有設備的生產能力，不斷刷新單爐產量，使歐洲、日本、韓國等不具備競爭力的單晶企業淘汰出局，另一方面，主流單晶電池企業通過各種新技術的應用進一步擴大相對多晶電池的發電效率優勢；多晶鑄已經遭遇技術天花板，每公斤單位成本下降空間有限，在金剛線切片領域找不到突破點，薄片化已被單晶拉開差距。

此時，唯一的研發方向是提高多晶電池發電效率，一種被稱為“準單晶”的“新概念技術”被提出，一個名曰“鳳凰光伏”的企業宣傳密集，昱輝、保利協鑫等主要硅片企業均上馬“準單晶”，通過鋪設籽晶來大規模生產類似單晶結構的晶體，期待憑借多晶鑄錠設備超大產能優勢實現單晶的批量化供應，僅僅2年后，這種“新概念技術”就被證實走了歷史的老路，幾乎無主要電池廠商使用“準單晶”做電池材料，國內幾乎沒有大型電站開發商使用“準單晶”組件。其實早在20世紀七、八十年代，BP、GT等多晶鑄錠先驅早已試用并證實了鑄錠技術生產單晶是不可行的，并且在產品性價比方面還不如普通的多晶鑄錠。

在“大上快上”年代，英利、晶科、天合等一體化企業紛紛上馬多晶鑄錠產能，同時在多晶電池研發上進行了資源傾斜，這從客觀上加速了國內多晶電池效率的進步，從另外一個角度看，也使多晶電池效率瓶頸快速來臨。反過頭來看，美國、臺灣、韓國等海外電池廠商紛紛在高效單晶電池領域擴大投入，迄今依然保持轉換效率的優勢。一體化企業早期上的多晶鑄錠產能越來越成為一種包袱，要走高效化就得放棄，但放棄就要付出財務代價。

主要電池組件廠商此時由于全球單晶供應相對緊張，且缺乏強有力的單晶電池組件競爭者，把單晶電池、組件作為高毛利產品大部分出口到日本和歐洲，甚至用單晶的高毛利反哺多晶產能，造成市場上單晶產品“洛陽紙貴”的現象

2013年，松下公司采用異質結N型單晶技術實現了25.6%的光電轉換效率，突破了光伏產業界最高理論效率極限，SunPower公司憑借背接觸N型單晶技術也實現了23%以上的量產效率，人們再次評估各種技術的性能和成本區間。

進入2015年，各條技術路線的優劣已經十分明晰，雖然單晶硅的每公斤生產成本仍高于多晶鑄錠，但是基于金剛線切片優勢和轉換效率的差異，使得單晶組件成本已與多晶硅十分接近，國內單晶組件價格比多晶組件僅高出2.5%左右，但卻能夠節省8%的電站設備和工程成本，核算下來單多晶投資已經相差無幾。

相對于成本較高的異質結、背接觸N型單晶技術，背鈍化電池工藝具有更高的性價比，它能夠將普通的P型單晶效率提高1個百分點，而多晶鑄錠制成的電池效率僅能提高0.5個百分點，單晶優勢進一步凸顯。

目前國內已有廠商大批量生產背鈍化單晶電池，同時，直拉單晶爐的單體產能提升到過去的3倍，材料成本快速降低，而多晶鑄錠爐的單體產能瓶頸則始終無法突破。預計到2016年底，在單晶組件功率高出10%左右的條件下，單晶組件與多晶組件價格有望持平。

2015年對多晶鑄錠是一個尷尬的分水嶺，在轉換效率方面不僅沒有達到單晶的水平，反而與單晶的差距在不斷擴大，而多晶鑄錠天然的成本優勢也逐漸被抹去，全球最大的多晶鑄錠企業保利協鑫也宣告大舉投資單晶。展望2016，多晶鑄錠式微的窘境日漸清晰。未來，何去何從？