中國光伏的技術進步

—慶祝中國光伏誕生五十周年崔容強王景霄劉祖明耿新華王斯成趙玉文孟凡英1958年中國從開始研制第一片晶體硅光伏電池以來，到現在已整整走過了五十年。中國光伏發展經歷了從無到有、從空間到地面、由軍到民、由小到大、由單品種到多品種以及光電轉換效率由低到高的艱難而輝煌的歷程。今天我們在這里特別慶祝中國光伏人不畏艱險、刻苦鉆研、奮力拼搏、打破封鎖、自強不息而取得的巨大成就。讓中華民族與全人類同受太陽之光，共享和平幸福之年！第一部分光伏技術進步的方向光伏技術的目標獨立電源→并網電源特殊能源→補充能源補充能源→替代能源替代能源→主力能源光伏技術評價的基本指標每平方公里的年發電量？每度光伏電電價是多少？正常運行多少年？年維護成本是多？光伏技術進步的方向高效率：理論效率與實際效率長壽命：理論壽命與實際壽命，加速老化試驗的

理論依據高可靠：光聚合，光老化的機理低成本：原料成本、工藝成本、管理成本零污染：污染的產生與治理，清潔生產第二部分光伏技術進步的內容硬件方面光伏材料：晶體材料、薄膜材料、輔助材料等光伏器件/組件：各種光伏電池，各種光伏組件；剛性、柔性配套系統ＢＯＳ系統部件：各種逆變器、控制器、蓄電池系統應用：空間、地面、BIPV、并網、荒漠電站、濱海電站科學實驗裝備、生產裝備及檢測分析裝備軟件方面光伏基礎研究（研究機構）計算機仿真優化軟件書刊、雜志、多媒體政策、法規及規劃研究標準化及標準化管理系統光伏技術教育和培訓第三部分中國光伏的技術進步萌芽期（1958-1980年）1958年天津十八所、中科院半導體所分別設立太陽電池研究課題。1960年天津十八所用酸洗冶金硅粉熔成多晶硅綻，制成的太陽電池雛形，效率為1%。1962年天津十八所和半導體所各自試制成P+/n型單晶硅電池，效率6-8%。1963年-1964年間，十八所和半導體所緊密交流合作，P+/n電池效率突飛猛進。10×20mm2電池效率穩定在12-13%。1968年半導體所承擔空間太陽電池預先研究。十八所開展地面應用研究,曾為海島駐軍和唐古拉山無人氣象站試制過10～20瓦級組件。1969年半導體所停止硅太陽電池研發。我國第一顆裝備太陽電池的衛星——實踐1號由天津十八所完成研制生產，衛星上裝有1400多片1020mm2P型1Ω.cm電池，AMO效率10%。1971年實踐1號發射升空，在整個8年的壽命期內，太陽電池功率衰降不到15%。1971年西安交通大學開始晶體硅太陽電池研究。1973年天津十八所為天津航道局裝備十多只太陽電池航標燈，每只1千瓦，首次使用硅橡膠囊封構，成功地運行在高鹽霧環境數年之久1973年天津十八所，長春應化所等開展以聚酰亞胺膜為襯底的硫化镕薄膜電池研究，效率最高6%。但在潮濕環境下衰降難以克服，幾年后先后終止了研發。70年代中期，上海長寧電池廠開始搞太陽電池，經十多年發展壯大，后來組成上海航天局811所，先后為我國風云一號氣象衛星，資源一號衛星，風云三號衛星等低軌道衛星研制生產太陽電池陣。天津十八所重點為東方紅二號、東方紅三號、東方紅四號系列地球同步軌道衛星研制生產太陽電池陣。1975年南開大學開始進行非晶硅薄膜太陽電池的研究。1975年寧波、開封先后成立太陽電池廠，電池制造工藝模仿十八所早期生產空間電池工藝。真空蒸發Ag-Al制作電極，蒸發一氧化硅作減反射膜。光電轉換效率達10%。1975-1976年西安交通大學為華山氣象站研制二臺氣象站用光伏電源1977年美籍學者方寶賢博士（波士頓學院教授）回國探親，扶植起1971年成立的云南師范大學太陽能研究所，研發成功絨面、雙面化學鍍鎳電極的低成本電池。1979年中國太陽能學會成立大會在西安召開。光伏專委會成立。1418所李文滋總工任首任專委會主任。1980年光伏委員會在杭州舉辦首屆學術會議。幼苗明（1981-2000年）1981年首屆中國光伏大會在北京舉行。由中國航天學會光電專委會、中國電源學會物理電池專委會聯合發起。1981年光伏專委會在云南師范大學舉辦首屆光伏培訓班。1982年高教部成立“地面太陽電池協作組”。西安交通大學、南開大學、四川大學、北京大學、浙江大學、南京工學院、北京工業大學、蘭州大學、山東大學、武漢大學十所高教部直屬大學參加。進行地面用低成本晶體硅電池和非晶硅薄膜電池的研究。1982年國家科委制定“1981-1985年第六個五年計劃”中首次列入光伏科技攻關項目。1982年國家科委成立“中國光電技術中心”原浙江科委昌金銘副主任首任中心主任，開始了單晶硅/多晶硅電池和光伏系統應用的研究。80年代后期開始引進太陽電池設備，絲網印刷電極取代蒸發或化學鍍電極 華美光伏電子公司引進Spire公司一兆瓦生產線云南半導體廠引進加拿大1MW生產線寧波及開封購進1MW產能部分設備哈爾濱克羅拉公司購進1MW非晶硅設備1986年國家計委在農村能源“1986-1990年第七個五年計劃”中列出專題《太陽電池》，全國有6所大學和6個研究所參加。進行了晶體硅電池、ＢＯＳ配套及應用系統的研究。

1986年科技部組織北京有色總院、南開大學、山東大學等進行非晶硅薄膜電池科技攻關。1986年由電子部六所建造的第一個0．56ＫＷ風光互補系統在內蒙赤峰建成1989年由電子部六所建造的第一個10ＫＷ光伏電站在西芷高原落成。從1986至2000年，中科院電工所做了許多小型戶用光伏發電系統和100ＫＷ獨立光伏電站等。1996年在上海交通大學舉行了第五屆中國光伏大會1998年在九華山舉行了第六屆中國光伏大會2000年在云南師范大學舉行了第七屆中國光伏大會1990-2000年間，一批新興的光伏公司應運而生。中國各種光伏應用產品大量出口，在珠江三角洲一帶形成了出口加工基地。同時也引起了長三角地區和內地對光伏產業的興趣。1998年開始執行世界銀行/ＧＥＦ中國可再生能源商業化項目，成立國家發改委世行項目辦和中國可再生能源產業協會ＣＲＥＡ。極大地推動了中國光伏技術，尤其是產業化技術和應用技朮的進步。成長期（2000至今）2000年以來，中國光伏技術實現了飛躍式的發展：由空間光伏→地面光伏獨立電源→并網發電從光伏作坊→光伏工廠由國內市場→國際市場

尚德率先在美國上市，帶動了一批海內外光伏上市公司2007年中國出口了1GW的光伏電池，這說明了中國的光伏技術已經得到了世界的承認第四部分國內外光伏技術的差距中國和國際先進水平的差距電池效率組件效率生產裝備檢測分析技術國外光伏技術現狀

大約30家研究機構和院所參與了中國太陽電池的研發太陽電池類型最高效率(％)面積(cm2)研究單位單晶硅電池20.4182212.512.5天津電源研究所無錫尚德多晶硅太陽電池16.512.512.5無錫尚德GaAs多結電池29.2511天津電源研究所硒銦銅電池14.30.87南開大學碲化鎘電池13.380.502四川大學染料敏化電池7.410.2中科院等離子所非晶硅電池9.12020南開大學非晶硅/微晶硅電池11.81010南開大學HIT電池17.271.2中科院物理所納米硅薄膜電池8.871.0上海交通大學

中國光伏技術現狀中國太陽電池實驗室效率表差距成因基礎薄弱：硬件條件差、軟件條件差重視不夠：國家重視、地方重視、企業重視創新理念：不同層次、不同理解缺少氛圍：獨立行事、缺少聯合第五部分促進中國光伏技術進步的建議促進中國光伏技術進步的建議：用大能源的氣概，樹立創新理念。創新是高科技光伏的生命線。科學規劃和布點。設立光伏創新基金、中央/地方/企業聯動、加大科技投入。成立光伏大學及相應專業，加速人才培養。創立專項研究會：光伏材料技術研究會、晶硅電池技術研究會、薄膜電池研究會、光伏組件研究會、光伏系統研究會、光伏裝備研究會。第六部分結語光伏能源是一個偉大的新興能源目光伏技術是一項偉大的高新技術其間充滿了商機、充滿了活力充滿了未知的科學技術之謎。需要我們繼承和發揚光伏前輩的革命精神去積極探索。我們的光伏產業已經很大，而且勢不可擋，繼續的飛速增長，但應當清醒地看到我們的光伏技術的基礎還比較薄弱，與國際發達國家的差距仍然很大，科技投入仍然不足，需要我們用不斷的創新思維來推動中光伏技術的巨大進步。3.在慶祝中國光伏五十周年及第十屆中國光伏大會召開之際我們特別