單晶硅，半導體領域的核心主材，亦是光伏發電的絕對主力，如今是那么平淡無奇。但在65年前，中國第一根單晶硅的誕生之路，還有沒有人知道或記得？
       1958年，我國成功獨立生產出第一根硅單晶。就這樣，中國成為了世界上第三個生產出硅單晶的國家。

1. 中國半導體材料之母
       林蘭英，1918年出生于福建省的一個小商人家庭，在“重男輕女”的年代，靠“絕食”的抗爭爭取到了讀完小學和初中的機會，又靠著每年年級第一免學費的獎學金成為當地狀元被福建協和大學錄取。畢業后留校，后申請到美國知名大學賓夕法尼亞大學迪金森學院，一年時間獲得學位證書，再用六年時間獲得固體物理學博士學位。
       1954年林蘭英收到周恩來總理的親筆書信，信中誠懇地表示祖國發展需要林蘭英這樣的人才。結尾周總理提到因為祖國剛剛發展，各方面都比較拮據，只能給林蘭英提供二百多元人民幣的月薪。而此時林蘭英因為幫助領先半導體公司索菲尼亞解決了硅單晶的研究問題而獲得了上萬美元的年薪。
       但作為高科技領域的領先人才，林蘭英被美國政府列入限制名單，1955年首次回國便在登機時被警察攔了下來。直到1956年在日內瓦國際會議中美達成協議，林蘭英才得以在1957年以母親病重的理由申請回國。

2. 中國“硅單晶”的誕生
       1957年的一天，正準備回國的林蘭英在登船前一刻突然被海關安檢人員再次攔住，重新檢查行李。搜完一件件行李后，安檢人員在林蘭英身上搜出兩個小瓶子，一邊問一邊想打開檢查，林蘭英趕緊解釋：“這是藥，我母親病重，我帶回去的藥”。
       好在安檢人員被林蘭英身上又搜出的6800美元支票吸引住，這是林蘭英變賣在美國所有財產后的全部所得，“這是我們國家的鈔票，不允許流入到你們國家。”但即便如此也無法阻止林蘭英的回國之旅了。
       而讓美國追悔莫及的，正是這兩個小瓶子，裝的正是林蘭英的工作成果：單晶硅和單晶鍺。當時的中國科研人員正苦于既沒有單晶硅和單晶鍺，又沒有能力提煉出來，導致中國半導體的研發遲遲無法獲得進展。
       這幾百克的單晶材料，直接打破了美國的壟斷。1957 年，我國成功獨立生產出第一根鍺單晶；1958年，我國成功獨立生產出第一根硅單晶。

3. 單晶硅與光伏電池
       早在19世紀末，單晶硅太陽能光伏電池便誕生于美國貝爾實驗室，但后來因為成本、技術壁壘等原因，行業開始用多晶硅制造光伏電池。
       二十世紀末，單晶由于高純度帶來的高光電轉化效率，開始繼續挑戰多晶硅電池。包括PERC、異質結、TOPCon等先進技術在最初研發之際都采用單晶。但多晶成本不斷下降，讓單多晶之爭持續20年。
       2015年前后，隆基率先在行業推廣金剛線切割硅片，單、多晶硅片的效率、成本之爭立馬反轉，僅三年時間，單晶技術便完勝多晶。至今，單晶幾乎成為高效電池的唯一標配。

4. 光伏發電的其它單晶
       1957年，林蘭英團隊首先在中國研制出“單晶鍺”，隨后一年又研制出“單晶硅”，但這并非結束。
       2023年7月，中國商務部宣布對“鎵”、“鍺”及相關物質實施出口管制。其中的“鍺”就是林蘭英團隊1957年的科研成果，而其中的“鎵”，也是林蘭英團隊的研究成果。
       1986年，我國向德國提出了共同研發“鎵單晶”的研發卻遭到了德國的拒絕，林蘭英決定自己帶團隊研發。第二年，林蘭英和團隊就突破了這一難關，他們從熔體中提煉出了“砷化鎵單晶體”，這是歷史性的突破，這一研究的成功讓我國成為半導體研發的全球領先的地位。
       砷化鎵，對于光伏來說，又是一個重要的原材料。以砷化鎵為基體材料的光伏發電，由于其極高的三結光電轉化效率，成為衛星用太陽能發電的迄今為止唯一材料。而林蘭英團隊的研究成果，讓中國航天太陽能不再受制于進口。

5. 結語
       從單晶硅、單晶鍺，到單晶砷化鎵，林蘭英為中國半導體材料，以及此后發展出的光伏產業奠定了國產化的基礎。