1839年，人類歷史上首次發(fā)現(xiàn)光電轉換的物理現(xiàn)象——光伏效應。1959年，第一個光電轉換效率為5%的多晶硅太陽能電池問世；1960年，硅太陽能電池發(fā)電首次并入常規(guī)電網；1975年，美國科學家制作出非晶硅太陽能電池；上世紀80年代初，太陽能電池開始規(guī)?；a。

上世紀90年代以來，在能源危機和全球氣候變暖的壓力下，隨著各國對太陽能電池研究的不斷重視，科研和產業(yè)投入不斷增加，取得了一系列的科研成果，太陽能電池效率的紀錄不斷被刷新，奠定了規(guī)模化工業(yè)生產的技術基礎。全球的太陽能光伏產業(yè)就此以一個朝陽產業(yè)的面貌高速成長。

目前太陽能利用技術主要有太陽能熱電技術、太陽能熱水技術、太陽能光伏技術三大技術。它們是太陽能的不同利用方式。太陽能熱水技術通常利用太陽熱能為家庭及建筑提供熱水，使用方便、成本低，但能量利用形式單一，也不能傳輸。目前我國太陽能熱水器的應用規(guī)模已居世界首位。太陽能熱電技術是將太陽能聚集起來，驅動汽輪發(fā)電機生產電能，如塔式發(fā)電、碟式發(fā)電等。太陽能熱電目前尚處于商業(yè)化前夕，而且投入成本太大。

太陽能光伏技術利用半導體器件的光伏效應原理，是近年來發(fā)展最快、最有活力的可再生能源利用技術。目前全球主要國家都把發(fā)展光伏發(fā)電作為利用太陽能的主要形式。隨著太陽能電池成本的降低和轉換效率的提高，它作為太陽能利用的主要形式的趨勢將越來越明顯。

太陽能產業(yè)出現(xiàn)“淘金熱”

回顧太陽能產業(yè)的發(fā)展歷程，在2000年以前可認為是“早期開發(fā)”階段，當時雖有多家廠商投入，但因為技術開發(fā)和商業(yè)環(huán)境還不成熟，僅有少數(shù)公司能夠維持。而從2000年到2005年間，是“初期獲利”階段，一些公司能夠幸存并開始獲利。隨著能源問題的升溫，現(xiàn)在的太陽能產業(yè)已經到了“淘金熱”階段，許多企業(yè)開始積極投入。

目前，太陽能電池主流產品仍然是晶硅太陽能電池，其研究開發(fā)的重點圍繞降低能耗、降低每瓦生產成本、提高轉換效率等方面，以進一步推進太陽能發(fā)電大規(guī)模商用的進程。

1.新一代多晶硅工藝技術研究空前活躍

降低成本和能耗除通過傳統(tǒng)工藝技術升級外，還涌現(xiàn)出了幾種專門生產太陽能級多晶硅的新工藝技術，主要有：改良西門子法進一步降低成本；冶金法從金屬硅中提取高純度硅；高純度SiO2直接制取法；熔融析出法；還原或熱分解工藝；無氯工藝技術，Al－Si溶體低溫制備太陽能級硅；熔鹽電解法等。

2.繼續(xù)向高效化、薄型化和大面積方向前進

A．轉換效率越來越高：14%→18%→20%；

B．硅片的面積越來越大：從103mm×103mm→125mm×125mm→156mm×156mm（目前主流），未來兩年將達到210mm×210mm；

C．硅片越來越?。?00μm→270μm→210μm→180μm。100μm厚度的工藝正在研發(fā)。

3.生產設備由半自動化向自動化、智能化過渡

A．提高單機自動化水平，增加批次裝片量，提高單機生產效率；

B．生產線設備間自動傳送、在線檢測，提高整線生產率。

未來5年的主力

為了適應太陽能電池高效率、低成本、大規(guī)模生產發(fā)展的需要，最有效的辦法是不采用晶硅體材料，而直接采用薄膜材料，即開發(fā)薄膜太陽能電池。20世紀70年代開始，國際上發(fā)展了許多類型的薄膜太陽電池，例如：CuInSe（CIS）、CdTe薄膜和有機薄膜等。

薄膜太陽能電池具有安全、可折疊、方便連接、輕巧、抗熱性能好、不易破損等特點。目前規(guī)模生產的薄膜非晶硅太陽能電池的轉換效率已達8%左右，CIS的轉換效率已達10%～11%，實驗室轉換效率超過20%。

目前，世界上至少有40個國家正在開展低成本、大面積、高效率的薄膜太陽能電池的實用化技術研究。隨著技術的不斷成熟，薄膜太陽能電池必將超過晶硅太陽能電池。

圍繞降低生產成本、降低能耗，提高光電轉換效率、提高能源再生比例等問題，新型太陽能電池正不斷涌現(xiàn)。例如：量子點太陽能電池、量子阱太陽能電池、染料敏化電池、熱光伏電池及有機薄膜太陽能電池等。

中國太陽能電池技術仍存發(fā)展空間

經過多年的發(fā)展，我國在太陽能電池硅材料生產、電池和組件生產、專用設備等方面取得很大進步。多晶硅提煉技術取得很大進步，單位能耗得到降低，晶硅太陽能電池制作技術已經達到國際先進水平。

國產的晶硅太陽能電池及組件生產線關鍵設備取得很大進步，如8英寸擴散爐、等離子刻蝕機、低溫烘干爐、高溫燒結爐，清洗機、層壓機等相繼在國內生產線上替代進口設備得到廣泛應用。在973、863等高科技計劃的支持下，我國在碲化鎘和銅銦硒薄膜電池、敏化太陽能薄膜電池、多晶硅薄膜電池以及應用系統(tǒng)方面取得了很大的科研進展。

我國薄膜電池產業(yè)化步伐也在加快。無錫尚德在上海成立薄膜太陽能研發(fā)中心，預計2009年產能可達50MW；河北新奧引進全球領先水平的Sunfab薄膜太陽能電池全套自動化生產線；保定天威與設備廠商Oerlikon簽訂購買薄膜太陽能模塊生產線設備合約；南開大學正在福建泉州合作開發(fā)非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池產業(yè)化技術。

盡管我國太陽能電池技術取得了較大進展，然而與國際先進技術相比，仍有很大差距，主要體現(xiàn)在以下三點：

1.多晶硅提煉技術與先進水平有很大差距

多晶硅材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等國家中，形成了對我國的技術封鎖、市場壟斷的局面。目前國際上多晶硅生產主要的傳統(tǒng)工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產的多晶硅的產能約占世界總產能的80%，短期內產業(yè)化技術壟斷封鎖的局面不會改變。與國際先進水平的差距主要體現(xiàn)為能耗高、純度低、原材料利用率低等。

2.薄膜太陽能電池產業(yè)化和應用技術有很大差距

與國外先進技術相比，我們目前存在的主要問題是：對薄膜電池技術研發(fā)投入不足，對其發(fā)展前景認識不足，缺乏自主技術創(chuàng)新，特別是規(guī)模生產技術。與國外相比，產業(yè)發(fā)展遲緩。目前，國外多家公司已經開始規(guī)模生產薄膜太陽能電池，而國內只有尚德、保定天威等少數(shù)企業(yè)開始產業(yè)布局。

3.晶硅電池高端設備和薄膜電池制造設備有很大差距

美國、歐洲、日本等國先進設備的特征為產能高、自動化程度高。同這些設備相比，國內設備的自動化程度不高。高端設備如晶硅電池全自動絲網印刷機和自動測試分撿機等依賴進口。薄膜太陽能電池設備還沒有起步。

鏈接：太陽能電池的三大類別

按照技術開發(fā)成熟度，太陽能電池可以分為三類：晶硅太陽能電池、薄膜太陽能電池、下一代新型太陽能電池。

1.晶硅太陽能電池

晶硅太陽能電池的制作工藝從成熟的微電子工藝轉化而來，具有硅材料、工藝與制造技術成熟，轉換效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。規(guī)模生產的單晶硅太陽能電池的轉換效率可達16%-17%，實驗室的最高轉換效率達24.4%。規(guī)模生產的多晶硅太陽能電池的轉換效率可達14%～15%以上，實驗室的最高轉換效率達16.6%。但同常規(guī)能源相比，它們存在成本大、制造能耗較高等問題。

2.薄膜太陽能電池

薄膜太陽能電池是在玻璃、不銹鋼、塑料基板上沉積幾微米厚的薄膜而構成。其種類主要有薄膜非晶硅（Α-Si）電池、碲化鎘（CdTe）電池、銅銦鎵硒（CIGS）電池、銅銦硒（CIS）電池、非晶硅及微晶硅疊層電池等種類。它們具有成本低、能耗低、單片電池面積大等優(yōu)點，便于工業(yè)化大規(guī)模生產。目前薄膜太陽能電池的轉換效率還低于晶硅太陽能電池。薄膜非晶硅太陽能電池存在光致衰退的問題，仍有待解決。

2.下一代新型太陽能電池

采用新材料、新結構和新工藝制造下一代新型太陽能電池目前正在研發(fā)中，主要有染料敏化太陽能電池、有機聚合物電池等。這些電池的開發(fā)主要圍繞兩大目標：a.提高光電轉換效率；b.降低生產成本。

目前，晶硅電池是太陽能電池的主流產品，市場占有率為85%，2010年后市場增長速度將減慢；薄膜電池是當前技術開發(fā)的重點，市場占有率為10%，發(fā)展速度迅猛，到2013年后將占市場主導地位；下一代新型太陽能電池技術正在加緊研發(fā)之中。

中國太陽能光伏產業(yè)蘊藏巨大潛力

近年來，國家財政對太陽能產業(yè)的補貼力度逐年增強。2008年，中國開始啟動屋頂和大型地面并網光伏發(fā)電示范項目的建設；2009年初完成了甘肅敦煌10MWp級大型荒漠并網光伏電站的招標工作；同時太陽能屋頂計劃與金太陽示范工程的財政補貼項目也相續(xù)推出，這一系列的政策措施給中國未來的太陽能光伏產業(yè)提供了一個廣闊的發(fā)展空間。

針對目前光伏發(fā)電成本高、國內產業(yè)對出口依存度過高的特點，中國將加大政策指導和扶持力度，以此來發(fā)展和壯大太陽能光伏產業(yè)的國內市場。經驗表明，中國政府的政策導向將在未來一段時間內決定著中國光伏產業(yè)的發(fā)展水準和市場需求。相信在節(jié)能減排、低碳經濟的大背景下，在中國政府的大力扶持和倡導下，中國的太陽能光伏產業(yè)定然會有著絢麗的明天。

2009年全球新增光伏裝機容量接近5.8GW，增速為46.6%。其中，德國新增光伏裝機容量達3000MW，居于全球第一位，占全球的市場份額進一步上升，從2008年41.1%的占比上升為51.7%。這主要是由于2008年增速最大的西班牙市場出現(xiàn)了明顯的下滑，西班牙2009年降低了光伏裝機的補貼，導致其2009年的新增光伏裝機量從2008年的2500MW迅速下降為僅60MW。

中國太陽能電池產量全球領先

2004~2007年，中國太陽能電池產量始終保持100%~300%的高速增長率，遠遠超過全球太陽能電池生產46.6%的年均復合增長率。2007年，中國太陽能電池產量更是達到1200MW，超過歐美和日本成為太陽能電池生產第一大國，占到全球太陽能電池產量約35%。2009年，中國太陽能電池產量達到3200MW，繼續(xù)保持了超過世界太陽能電池生產平均增長率的速度，增長率達60%。太陽能電池產業(yè)鏈包括多晶硅原材料生產，硅棒、硅錠生產，太陽能電池制造，組件封裝，光伏產品應用和光伏發(fā)電系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。

另外，與產業(yè)鏈相關聯(lián)的產業(yè)還包括太陽能電池設備制造等。在中國光伏產業(yè)的發(fā)展過程中，呈現(xiàn)出“中間大兩頭小，兩頭在外”的產業(yè)鏈結構，即原料、需求在外，如果再加上關鍵技術設備的進口，就是“三頭在外”。

中國太陽能電池產業(yè)主要集中在產業(yè)鏈的中下游，競爭形勢日趨激烈。截至2008年底，共有37家多晶硅原料生產廠、143家硅錠/硅棒生產廠、138家硅片生產廠和357家太陽能電池組件生產廠和上千家太陽能應用產品生產廠。越往下游（組件生產、太陽能應用產品）競爭越激烈，這主要是由于下游產品生產投資少，建設周期短，技術和資金門檻低，最接近市場，因此吸引了大批企業(yè)的進入。

目前，中國太陽能電池片市場主要掌握在無錫尚德、南京中電、天威英利、常州天合等幾家生產企業(yè)中，其中無錫尚德在全球太陽能電池生產企業(yè)中排名第三，已躋身世界一流太陽能電池生產企業(yè)的行列。這些企業(yè)掌握著比較先進的生產技術，生產規(guī)模較大，產品質量穩(wěn)定，能夠保證上游原材料的供應，具有較強的競爭力。另外，它們大部分都已經在國內外上市，通過不斷完善融資渠道，可以擴大企業(yè)的生產規(guī)模，提高產品的競爭力。

其中，無錫尚德、天威英利等少數(shù)企業(yè)還涉足上游產業(yè)鏈，垂直整合上下游資源，有效地提高了企業(yè)的競爭力。

與此同時，在國內市場上還有一些中小型的太陽能電池廠商，由于技術水平較低，生產規(guī)模較小，產品質量不穩(wěn)定，上游原材料供貨不穩(wěn)定，這些中小型太陽能電池廠商在日趨激烈的市場競爭中面臨被淘汰的危險。

多晶硅投資過熱但產能不足

近兩年，全國共有16個省、市、自治區(qū)布局投資了33個多晶硅建設項目。而2008年國內投產的多晶硅企業(yè)僅有徐州中能、洛陽中硅、峨眉半導體、新光硅業(yè)和通威永祥等幾個，產量為3000噸，僅占建設產能的33%。這主要是由于多晶硅生產技術難度大，系統(tǒng)化配套要求高，企業(yè)需要較長時間摸索、運行、修改、完善，再加上副產物料須綜合回收利用，有技術難關，限定了產量的釋放。

按照目前的多晶硅投資規(guī)模，到2010年中國的多晶硅產能將達到96500噸，這個數(shù)字將遠大于2010年國內太陽能電池預計產能。對多晶硅產品，峨眉半導體、新光硅業(yè)和通威永祥等幾個主要生產企業(yè)的產量為3000噸，僅占建設產能的33%。這主要是由于多晶硅生產技術難度大，系統(tǒng)化配套要求高，限定了產量的釋放。

如此大的產能在國內難以消化進而不得不依靠國外市場，將存在很大的市場風險性。另外，由于中國多晶硅生產線規(guī)模普遍較小，尚不能完全掌握核心的規(guī)?；a技術，生產出的高純硅材料技術經濟指標普遍不高，產品缺乏國際競爭力。

而且，國內大部分已建和再建生產線對循環(huán)經濟和副產物綜合利用等問題考慮不足，造成了資源浪費，環(huán)境污染，這些都為未來發(fā)展埋下隱患。因此，在多晶硅項目的投資建設中，應進行統(tǒng)一規(guī)劃，杜絕無序盲目上馬，避免低技術、低水平重復建設，保證資源環(huán)境的合理利用和保護，促進產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。