中国光伏技术的进步

中国光伏的技术进步

—庆祝中国光伏诞生五十周年崔容强王景霄刘祖明耿新华王斯成赵玉文孟凡英1958年中国从开始研制第一片晶体硅光伏电池以来，到现在已整整走过了五十年。中国光伏发展经历了从无到有、从空间到地面、由军到民、由小到大、由单品种到多品种以及光电转換效率由低到高的艰难而辉煌的历程。今天我们在这里特别庆祝中国光伏人不畏艰险、刻苦钻研、奋力拼搏、打破封鎖、自強不息而取得的巨大成就。让中华民族与全人类同受太阳之光，共享和平幸福之年！第一部分光伏技术进步的方向光伏技术的目标独立电源→并网电源特殊能源→补充能源补充能源→替代能源替代能源→主力能源光伏技术评价的基本指标每平方公里的年发电量？每度光伏电电价是多少？正常运行多少年？年维护成本是多？光伏技术进步的方向高效率：理论效率与实际效率长寿命：理论寿命与实际寿命，加速老化试验的

理论依据高可靠：光聚合，光老化的机理低成本：原料成本、工艺成本、管理成本零污染：污染的产生与治理，清洁生产第二部分光伏技术进步的内容硬件方面光伏材料：晶体材料、薄膜材料、辅助材料等光伏器件/组件：各种光伏电池，各种光伏组件；刚性、柔性配套系统ＢＯＳ系统部件：各种逆变器、控制器、蓄电池系统应用：空间、地面、BIPV、并网、荒漠电站、滨海电站科学实验装备、生产装备及检测分析装备软件方面光伏基础研究（研究机构）计算机仿真优化软件书刊、杂志、多媒体政策、法规及规划研究标准化及标准化管理系统光伏技术教育和培训第三部分中国光伏的技术进步萌芽期（1958-1980年）1958年天津十八所、中科院半导体所分别设立太阳电池研究课题。1960年天津十八所用酸洗冶金硅粉熔成多晶硅绽，制成的太阳电池雏形，效率为1%。1962年天津十八所和半导体所各自试制成P+/n型单晶硅电池，效率6-8%。1963年-1964年间，十八所和半导体所紧密交流合作，P+/n电池效率突飞猛进。10×20mm2电池效率稳定在12-13%。1968年半导体所承担空间太阳电池预先研究。十八所开展地面应用研究,曾为海岛驻军和唐古拉山无人气象站试制过10～20瓦级组件。1969年半导体所停止硅太阳电池研发。我国第一颗装备太阳电池的卫星——实践1号由天津十八所完成研制生产，卫星上装有1400多片1020mm2P型1Ω.cm电池，AMO效率10%。1971年实践1号发射升空，在整个8年的寿命期内，太阳电池功率衰降不到15%。1971年西安交通大学开始晶体硅太阳电池研究。1973年天津十八所为天津航道局装备十多只太阳电池航标灯，每只1千瓦，首次使用硅橡胶囊封构，成功地运行在高盐雾环境数年之久1973年天津十八所，长春应化所等开展以聚酰亚胺膜为衬底的硫化镕薄膜电池研究，效率最高6%。但在潮湿环境下衰降难以克服，几年后先后终止了研发。70年代中期，上海长宁电池厂开始搞太阳电池，经十多年发展壮大，后来组成上海航天局811所，先后为我国风云一号气象卫星，资源一号卫星，风云三号卫星等低轨道卫星研制生产太阳电池阵。天津十八所重点为东方红二号、东方红三号、东方红四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。1975年南开大学开始进行非晶硅薄膜太阳电池的研究。1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂，电池制造工艺模仿十八所早期生产空间电池工艺。真空蒸发Ag-Al制作电极，蒸发一氧化硅作减反射膜。光电转換效率达10%。1975-1976年西安交通大学为华山气象站研制二台气象站用光伏电源1977年美籍学者方宝贤博士（波士顿学院教授）回国探亲，扶植起1971年成立的云南师范大学太阳能研究所，研发成功绒面、双面化学镀镍电极的低成本电池。1979年中国太阳能学会成立大会在西安召开。光伏专委会成立。1418所李文滋总工任首任专委会主任。1980年光伏委员会在杭州举办首届学术会议。幼苗明（1981-2000年）1981年首届中国光伏大会在北京举行。由中国航天学会光电专委会、中国电源学会物理电池专委会联合发起。1981年光伏专委会在云南师范大学举办首届光伏培训班。1982年高教部成立“地面太阳电池协作组”。西安交通大学、南开大学、四川大学、北京大学、浙江大学、南京工学院、北京工业大学、兰州大学、山东大学、武汉大学十所高教部直屬大学参加。进行地面用低成本晶体硅电池和非晶硅薄膜电池的研究。1982年国家科委制定“1981-1985年第六个五年计划”中首次列入光伏科技攻关项目。1982年国家科委成立“中国光电技术中心”原浙江科委昌金銘副主任首任中心主任，开始了单晶硅/多晶硅电池和光伏系统应用的研究。80年代后期开始引进太阳电池设备，丝网印刷电极取代蒸发或化学镀电极 华美光伏电子公司引进Spire公司一兆瓦生产线云南半导体厂引进加拿大1MW生产线宁波及开封购进1MW产能部分设备哈尔滨克罗拉公司购进1MW非晶硅设备1986年国家计委在农村能源“1986-1990年第七个五年计划”中列出专题《太阳电池》，全国有6所大学和6个研究所参加。进行了晶体硅电池、ＢＯＳ配套及应用系统的研究。

1986年科技部组织北京有色总院、南开大学、山东大学等进行非晶硅薄膜电池科技攻关。1986年由电子部六所建造的第一个0．56ＫＷ风光互补系统在内蒙赤峰建成1989年由电子部六所建造的第一个10ＫＷ光伏电站在西芷高原落成。从1986至2000年，中科院电工所做了许多小型户用光伏发电系统和100ＫＷ独立光伏电站等。1996年在上海交通大学举行了第五届中国光伏大会1998年在九华山举行了第六届中国光伏大会2000年在云南师范大学举行了第七届中国光伏大会1990-2000年间，一批新兴的光伏公司应运而生。中国各种光伏应用产品大量出口，在珠江三角洲一帶形成了出口加工基地。同时也引起了长三角地区和内地对光伏产业的兴趣。1998年开始执行世界银行/ＧＥＦ中国可再生能源商业化项目，成立国家发改委世行项目办和中国可再生能源产业协会ＣＲＥＡ。极大地推动了中国光伏技术，尤其是产业化技术和应用技朮的进步。成长期（2000至今）2000年以来，中国光伏技术实现了飞跃式的发展：由空间光伏→地面光伏独立电源→并网发电从光伏作坊→光伏工厂由国内市场→国际市场

尚德率先在美国上市，带动了一批海内外光伏上市公司2007年中国出口了1GW的光伏电池，这说明了中国的光伏技术已经得到了世界的承认第四部分国内外光伏技术的差距中国和国际先进水平的差距电池效率组件效率生产装备检测分析技术国外光伏技术现状

大约30家研究机构和院所参与了中国太阳电池的研发太阳电池类型最高效率(％)面积(cm2)研究单位单晶硅电池20.4182212.512.5天津电源研究所无锡尚德多晶硅太阳电池16.512.512.5无锡尚德GaAs多结电池29.2511天津电源研究所硒铟铜电池14.30.87南开大学碲化镉电池13.380.502四川大学染料敏化电池7.410.2中科院等离子所非晶硅电池9.12020南开大学非晶硅/微晶硅电池11.81010南开大学HIT电池17.271.2中科院物理所纳米硅薄膜电池8.871.0上海交通大学

中国光伏技术现状中国太阳电池实验室效率表差距成因基础薄弱：硬件条件差、软件条件差重视不夠：国家重视、地方重视、企业重视创新理念：不同层次、不同理解缺少氛围：独立行事、缺少联合第五部分促进中国光伏技术进步的建议促进中国光伏技术进步的建议：用大能源的气概，树立创新理念。创新是高科技光伏的生命线。科学规划和布点。设立光伏创新基金、中央/地方/企业联动、加大科技投入。成立光伏大学及相应专业，加速人才培养。创立专项研究会：光伏材料技术研究会、晶硅电池技术研究会、薄膜电池研究会、光伏组件研究会、光伏系统研究会、光伏装备研究会。第六部分结语光伏能源是一个伟大的新兴能源目光伏技术是一项伟大的高新技术其间充满了商机、充满了活力充满了未知的科学技术之谜。需要我们继承和发扬光伏前辈的革命精神去积极探索。我们的光伏产业已经很大，而且势不可挡，继续的飞速增长，但应当清醒地看到我们的光伏技术的基础还比较薄弱，与国际发达国家的差距仍然很大，科技投入仍然不足，需要我们用不断的创新思维来推动中光伏技术的巨大进步。3.在庆祝中国光伏五十周年及第十届中国光伏大会召开之际我们特别