单晶硅，半导体领域的核心主材，亦是光伏发电的绝对主力，如今是那么平淡无奇。但在65年前，中国第一根单晶硅的诞生之路，还有没有人知道或记得？
       1958年，我国成功独立生产出第一根硅单晶。就这样，中国成为了世界上第三个生产出硅单晶的国家。

1. 中国半导体材料之母
       林兰英，1918年出生于福建省的一个小商人家庭，在“重男轻女”的年代，靠“绝食”的抗争争取到了读完小学和初中的机会，又靠着每年年级第一免学费的奖学金成为当地状元被福建协和大学录取。毕业后留校，后申请到美国知名大学宾夕法尼亚大学迪金森学院，一年时间获得学位证书，再用六年时间获得固体物理学博士学位。
       1954年林兰英收到周恩来总理的亲笔书信，信中诚恳地表示祖国发展需要林兰英这样的人才。结尾周总理提到因为祖国刚刚发展，各方面都比较拮据，只能给林兰英提供二百多元人民币的月薪。而此时林兰英因为帮助领先半导体公司索菲尼亚解决了硅单晶的研究问题而获得了上万美元的年薪。
       但作为高科技领域的领先人才，林兰英被美国政府列入限制名单，1955年首次回国便在登机时被警察拦了下来。直到1956年在日内瓦国际会议中美达成协议，林兰英才得以在1957年以母亲病重的理由申请回国。

2. 中国“硅单晶”的诞生
       1957年的一天，正准备回国的林兰英在登船前一刻突然被海关安检人员再次拦住，重新检查行李。搜完一件件行李后，安检人员在林兰英身上搜出两个小瓶子，一边问一边想打开检查，林兰英赶紧解释：“这是药，我母亲病重，我带回去的药”。
       好在安检人员被林兰英身上又搜出的6800美元支票吸引住，这是林兰英变卖在美国所有财产后的全部所得，“这是我们国家的钞票，不允许流入到你们国家。”但即便如此也无法阻止林兰英的回国之旅了。
       而让美国追悔莫及的，正是这两个小瓶子，装的正是林兰英的工作成果：单晶硅和单晶锗。当时的中国科研人员正苦于既没有单晶硅和单晶锗，又没有能力提炼出来，导致中国半导体的研发迟迟无法获得进展。
       这几百克的单晶材料，直接打破了美国的垄断。1957 年，我国成功独立生产出第一根锗单晶；1958年，我国成功独立生产出第一根硅单晶。

3. 单晶硅与光伏电池
       早在19世纪末，单晶硅太阳能光伏电池便诞生于美国贝尔实验室，但后来因为成本、技术壁垒等原因，行业开始用多晶硅制造光伏电池。
       二十世纪末，单晶由于高纯度带来的高光电转化效率，开始继续挑战多晶硅电池。包括PERC、异质结、TOPCon等先进技术在最初研发之际都采用单晶。但多晶成本不断下降，让单多晶之争持续20年。
       2015年前后，隆基率先在行业推广金刚线切割硅片，单、多晶硅片的效率、成本之争立马反转，仅三年时间，单晶技术便完胜多晶。至今，单晶几乎成为高效电池的唯一标配。

4. 光伏发电的其它单晶
       1957年，林兰英团队首先在中国研制出“单晶锗”，随后一年又研制出“单晶硅”，但这并非结束。
       2023年7月，中国商务部宣布对“镓”、“锗”及相关物质实施出口管制。其中的“锗”就是林兰英团队1957年的科研成果，而其中的“镓”，也是林兰英团队的研究成果。
       1986年，我国向德国提出了共同研发“镓单晶”的研发却遭到了德国的拒绝，林兰英决定自己带团队研发。第二年，林兰英和团队就突破了这一难关，他们从熔体中提炼出了“砷化镓单晶体”，这是历史性的突破，这一研究的成功让我国成为半导体研发的全球领先的地位。
       砷化镓，对于光伏来说，又是一个重要的原材料。以砷化镓为基体材料的光伏发电，由于其极高的三结光电转化效率，成为卫星用太阳能发电的迄今为止唯一材料。而林兰英团队的研究成果，让中国航天太阳能不再受制于进口。

5. 结语
       从单晶硅、单晶锗，到单晶砷化镓，林兰英为中国半导体材料，以及此后发展出的光伏产业奠定了国产化的基础。