1839年，人類歷史上首次發(fā)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的物理現(xiàn)象——光伏效應(yīng)。1959年，第一個(gè)光電轉(zhuǎn)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(wǎng)；1975年，美國(guó)科學(xué)家制作出非晶硅太陽能電池；上世紀(jì)80年代初，太陽能電池開始規(guī)?；a(chǎn)。

上世紀(jì)90年代以來，在能源危機(jī)和全球氣候變暖的壓力下，隨著各國(guó)對(duì)太陽能電池研究的不斷重視，科研和產(chǎn)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(jì)錄不斷被刷新，奠定了規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)。全球的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)就此以一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)的面貌高速成長(zhǎng)。

目前太陽能利用技術(shù)主要有太陽能熱電技術(shù)、太陽能熱水技術(shù)、太陽能光伏技術(shù)三大技術(shù)。它們是太陽能的不同利用方式。太陽能熱水技術(shù)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(guó)太陽能熱水器的應(yīng)用規(guī)模已居世界首位。太陽能熱電技術(shù)是將太陽能聚集起來，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)生產(chǎn)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(shù)利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)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(shù)。目前全球主要國(guó)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(zhuǎn)換效率的提高，它作為太陽能利用的主要形式的趨勢(shì)將越來越明顯。

太陽能產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)“淘金熱”

回顧太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，在2000年以前可認(rèn)為是“早期開發(fā)”階段，當(dāng)時(shí)雖有多家廠商投入，但因?yàn)榧夹g(shù)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(chǎn)業(yè)已經(jīng)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(chǎn)品仍然是晶硅太陽能電池，其研究開發(fā)的重點(diǎn)圍繞降低能耗、降低每瓦生產(chǎn)成本、提高轉(zhuǎn)換效率等方面，以進(jìn)一步推進(jìn)太陽能發(fā)電大規(guī)模商用的進(jìn)程。

1.新一代多晶硅工藝技術(shù)研究空前活躍

降低成本和能耗除通過傳統(tǒng)工藝技術(shù)升級(jí)外，還涌現(xiàn)出了幾種專門生產(chǎn)太陽能級(jí)多晶硅的新工藝技術(shù)，主要有：改良西門子法進(jìn)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(shù)，Al－Si溶體低溫制備太陽能級(jí)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(jìn)

A．轉(zhuǎn)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(dá)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(chǎn)設(shè)備由半自動(dòng)化向自動(dòng)化、智能化過渡

A．提高單機(jī)自動(dòng)化水平，增加批次裝片量，提高單機(jī)生產(chǎn)效率；

B．生產(chǎn)線設(shè)備間自動(dòng)傳送、在線檢測(cè)，提高整線生產(chǎn)率。

未來5年的主力

為了適應(yīng)太陽能電池高效率、低成本、大規(guī)模生產(chǎn)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(jì)70年代開始，國(guó)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(jī)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(diǎn)。目前規(guī)模生產(chǎn)的薄膜非晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)8%左右，CIS的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)10%～11%，實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率超過20%。

目前，世界上至少有40個(gè)國(guó)家正在開展低成本、大面積、高效率的薄膜太陽能電池的實(shí)用化技術(shù)研究。隨著技術(shù)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(chǎn)成本、降低能耗，提高光電轉(zhuǎn)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(diǎn)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(jī)薄膜太陽能電池等。

中國(guó)太陽能電池技術(shù)仍存發(fā)展空間

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國(guó)在太陽能電池硅材料生產(chǎn)、電池和組件生產(chǎn)、專用設(shè)備等方面取得很大進(jìn)步。多晶硅提煉技術(shù)取得很大進(jìn)步，單位能耗得到降低，晶硅太陽能電池制作技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

國(guó)產(chǎn)的晶硅太陽能電池及組件生產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備取得很大進(jìn)步，如8英寸擴(kuò)散爐、等離子刻蝕機(jī)、低溫烘干爐、高溫?zé)Y(jié)爐，清洗機(jī)、層壓機(jī)等相繼在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線上替代進(jìn)口設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。在973、863等高科技計(jì)劃的支持下，我國(guó)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(yīng)用系統(tǒng)方面取得了很大的科研進(jìn)展。

我國(guó)薄膜電池產(chǎn)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(yù)計(jì)2009年產(chǎn)能可達(dá)50MW；河北新奧引進(jìn)全球領(lǐng)先水平的Sunfab薄膜太陽能電池全套自動(dòng)化生產(chǎn)線；保定天威與設(shè)備廠商Oerlikon簽訂購買薄膜太陽能模塊生產(chǎn)線設(shè)備合約；南開大學(xué)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(chǎn)業(yè)化技術(shù)。

盡管我國(guó)太陽能電池技術(shù)取得了較大進(jìn)展，然而與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比，仍有很大差距，主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：

1.多晶硅提煉技術(shù)與先進(jìn)水平有很大差距

多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期以來掌握在美、日、德等國(guó)家中，形成了對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖、市場(chǎng)壟斷的局面。目前國(guó)際上多晶硅生產(chǎn)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(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的80%，短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)壟斷封鎖的局面不會(huì)改變。與國(guó)際先進(jìn)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(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用技術(shù)有很大差距

與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比，我們目前存在的主要問題是：對(duì)薄膜電池技術(shù)研發(fā)投入不足，對(duì)其發(fā)展前景認(rèn)識(shí)不足，缺乏自主技術(shù)創(chuàng)新，特別是規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)。與國(guó)外相比，產(chǎn)業(yè)發(fā)展遲緩。目前，國(guó)外多家公司已經(jīng)開始規(guī)模生產(chǎn)薄膜太陽能電池，而國(guó)內(nèi)只有尚德、保定天威等少數(shù)企業(yè)開始產(chǎn)業(yè)布局。

3.晶硅電池高端設(shè)備和薄膜電池制造設(shè)備有很大差距

美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)先進(jìn)設(shè)備的特征為產(chǎn)能高、自動(dòng)化程度高。同這些設(shè)備相比，國(guó)內(nèi)設(shè)備的自動(dòng)化程度不高。高端設(shè)備如晶硅電池全自動(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)和自動(dòng)測(cè)試分撿機(jī)等依賴進(jìn)口。薄膜太陽能電池設(shè)備還沒有起步。

鏈接：太陽能電池的三大類別

按照技術(shù)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(zhuǎn)化而來，具有硅材料、工藝與制造技術(shù)成熟，轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)16%-17%，實(shí)驗(yàn)室的最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)24.4%。規(guī)模生產(chǎn)的多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)14%～15%以上，實(shí)驗(yàn)室的最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)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(gòu)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(diǎn)，便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。目前薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(jī)聚合物電池等。這些電池的開發(fā)主要圍繞兩大目標(biāo)：a.提高光電轉(zhuǎn)換效率；b.降低生產(chǎn)成本。

目前，晶硅電池是太陽能電池的主流產(chǎn)品，市場(chǎng)占有率為85%，2010年后市場(chǎng)增長(zhǎng)速度將減慢；薄膜電池是當(dāng)前技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)，市場(chǎng)占有率為10%，發(fā)展速度迅猛，到2013年后將占市場(chǎng)主導(dǎo)地位；下一代新型太陽能電池技術(shù)正在加緊研發(fā)之中。

中國(guó)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)蘊(yùn)藏巨大潛力

近年來，國(guó)家財(cái)政對(duì)太陽能產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼力度逐年增強(qiáng)。2008年，中國(guó)開始啟動(dòng)屋頂和大型地面并網(wǎng)光伏發(fā)電示范項(xiàng)目的建設(shè)；2009年初完成了甘肅敦煌10MWp級(jí)大型荒漠并網(wǎng)光伏電站的招標(biāo)工作；同時(shí)太陽能屋頂計(jì)劃與金太陽示范工程的財(cái)政補(bǔ)貼項(xiàng)目也相續(xù)推出，這一系列的政策措施給中國(guó)未來的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。

針對(duì)目前光伏發(fā)電成本高、國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)對(duì)出口依存度過高的特點(diǎn)，中國(guó)將加大政策指導(dǎo)和扶持力度，以此來發(fā)展和壯大太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。經(jīng)驗(yàn)表明，中國(guó)政府的政策導(dǎo)向?qū)⒃谖磥硪欢螘r(shí)間內(nèi)決定著中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水準(zhǔn)和市場(chǎng)需求。相信在節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下，在中國(guó)政府的大力扶持和倡導(dǎo)下，中國(guó)的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)定然會(huì)有著絢麗的明天。

2009年全球新增光伏裝機(jī)容量接近5.8GW，增速為46.6%。其中，德國(guó)新增光伏裝機(jī)容量達(dá)3000MW，居于全球第一位，占全球的市場(chǎng)份額進(jìn)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(chǎng)出現(xiàn)了明顯的下滑，西班牙2009年降低了光伏裝機(jī)的補(bǔ)貼，導(dǎo)致其2009年的新增光伏裝機(jī)量從2008年的2500MW迅速下降為僅60MW。

中國(guó)太陽能電池產(chǎn)量全球領(lǐng)先

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

另外，與產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)還包括太陽能電池設(shè)備制造等。在中國(guó)光伏產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，即原料、需求在外，如果再加上關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的進(jìn)口，就是“三頭在外”。

中國(guó)太陽能電池產(chǎn)業(yè)主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)日趨激烈。截至2008年底，共有37家多晶硅原料生產(chǎn)廠、143家硅錠/硅棒生產(chǎn)廠、138家硅片生產(chǎn)廠和357家太陽能電池組件生產(chǎn)廠和上千家太陽能應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)廠。越往下游（組件生產(chǎn)、太陽能應(yīng)用產(chǎn)品）競(jìng)爭(zhēng)越激烈，這主要是由于下游產(chǎn)品生產(chǎn)投資少，建設(shè)周期短，技術(shù)和資金門檻低，最接近市場(chǎng)，因此吸引了大批企業(yè)的進(jìn)入。

目前，中國(guó)太陽能電池片市場(chǎng)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(chǎn)企業(yè)中，其中無錫尚德在全球太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)中排名第三，已躋身世界一流太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)的行列。這些企業(yè)掌握著比較先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)規(guī)模較大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能夠保證上游原材料的供應(yīng)，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。另外，它們大部分都已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外上市，通過不斷完善融資渠道，可以擴(kuò)大企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

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

與此同時(shí)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還有一些中小型的太陽能電池廠商，由于技術(shù)水平較低，生產(chǎn)規(guī)模較小，產(chǎn)品質(zhì)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中面臨被淘汰的危險(xiǎn)。

多晶硅投資過熱但產(chǎn)能不足

近兩年，全國(guó)共有16個(gè)省、市、自治區(qū)布局投資了33個(gè)多晶硅建設(shè)項(xiàng)目。而2008年國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的多晶硅企業(yè)僅有徐州中能、洛陽中硅、峨眉半導(dǎo)體、新光硅業(yè)和通威永祥等幾個(gè)，產(chǎn)量為3000噸，僅占建設(shè)產(chǎn)能的33%。這主要是由于多晶硅生產(chǎn)技術(shù)難度大，系統(tǒng)化配套要求高，企業(yè)需要較長(zhǎng)時(shí)間摸索、運(yùn)行、修改、完善，再加上副產(chǎn)物料須綜合回收利用，有技術(shù)難關(guān)，限定了產(chǎn)量的釋放。

按照目前的多晶硅投資規(guī)模，到2010年中國(guó)的多晶硅產(chǎn)能將達(dá)到96500噸，這個(gè)數(shù)字將遠(yuǎn)大于2010年國(guó)內(nèi)太陽能電池預(yù)計(jì)產(chǎn)能。對(duì)多晶硅產(chǎn)品，峨眉半導(dǎo)體、新光硅業(yè)和通威永祥等幾個(gè)主要生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量為3000噸，僅占建設(shè)產(chǎn)能的33%。這主要是由于多晶硅生產(chǎn)技術(shù)難度大，系統(tǒng)化配套要求高，限定了產(chǎn)量的釋放。

如此大的產(chǎn)能在國(guó)內(nèi)難以消化進(jìn)而不得不依靠國(guó)外市場(chǎng)，將存在很大的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)性。另外，由于中國(guó)多晶硅生產(chǎn)線規(guī)模普遍較小，尚不能完全掌握核心的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出的高純硅材料技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)普遍不高，產(chǎn)品缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

而且，國(guó)內(nèi)大部分已建和再建生產(chǎn)線對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和副產(chǎn)物綜合利用等問題考慮不足，造成了資源浪費(fèi)，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(xiàng)目的投資建設(shè)中，應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，杜絕無序盲目上馬，避免低技術(shù)、低水平重復(fù)建設(shè)，保證資源環(huán)境的合理利用和保護(hù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。