中國光伏技術(shù)的進(jìn)步

中國光伏的技術(shù)進(jìn)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(xiàn)在已整整走過了五十年。中國光伏發(fā)展經(jīng)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(zhuǎn)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(shù)進(jìn)步的方向光伏技術(shù)的目標(biāo)獨立電源→并網(wǎng)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(shù)評價的基本指標(biāo)每平方公里的年發(fā)電量？每度光伏電電價是多少？正常運行多少年？年維護(hù)成本是多？光伏技術(shù)進(jìn)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(jù)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(chǎn)生與治理，清潔生產(chǎn)第二部分光伏技術(shù)進(jìn)步的內(nèi)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(tǒng)ＢＯＳ系統(tǒng)部件：各種逆變器、控制器、蓄電池系統(tǒng)應(yīng)用：空間、地面、BIPV、并網(wǎng)、荒漠電站、濱海電站科學(xué)實驗裝備、生產(chǎn)裝備及檢測分析裝備軟件方面光伏基礎(chǔ)研究（研究機構(gòu)）計算機仿真優(yōu)化軟件書刊、雜志、多媒體政策、法規(guī)及規(guī)劃研究標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)光伏技術(shù)教育和培訓(xùn)第三部分中國光伏的技術(shù)進(jìn)步萌芽期（1958-1980年）1958年天津十八所、中科院半導(dǎo)體所分別設(shè)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(dǎo)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(dǎo)體所緊密交流合作，P+/n電池效率突飛猛進(jìn)。10×20mm2電池效率穩(wěn)定在12-13%。1968年半導(dǎo)體所承擔(dān)空間太陽電池預(yù)先研究。十八所開展地面應(yīng)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(dǎo)體所停止硅太陽電池研發(fā)。我國第一顆裝備太陽電池的衛(wèi)星——實踐1號由天津十八所完成研制生產(chǎn)，衛(wèi)星上裝有1400多片1020mm2P型1Ω.cm電池，AMO效率10%。1971年實踐1號發(fā)射升空，在整個8年的壽命期內(nèi)，太陽電池功率衰降不到15%。1971年西安交通大學(xué)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(biāo)燈，每只1千瓦，首次使用硅橡膠囊封構(gòu)，成功地運行在高鹽霧環(huán)境數(shù)年之久1973年天津十八所，長春應(yīng)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(huán)境下衰降難以克服，幾年后先后終止了研發(fā)。70年代中期，上海長寧電池廠開始搞太陽電池，經(jīng)十多年發(fā)展壯大，后來組成上海航天局811所，先后為我國風(fēng)云一號氣象衛(wèi)星，資源一號衛(wèi)星，風(fēng)云三號衛(wèi)星等低軌道衛(wèi)星研制生產(chǎn)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(wèi)星研制生產(chǎn)太陽電池陣。1975年南開大學(xué)開始進(jìn)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(chǎn)空間電池工藝。真空蒸發(fā)Ag-Al制作電極，蒸發(fā)一氧化硅作減反射膜。光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)10%。1975-1976年西安交通大學(xué)為華山氣象站研制二臺氣象站用光伏電源1977年美籍學(xué)者方寶賢博士（波士頓學(xué)院教授）回國探親，扶植起1971年成立的云南師范大學(xué)太陽能研究所，研發(fā)成功絨面、雙面化學(xué)鍍鎳電極的低成本電池。1979年中國太陽能學(xué)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(xué)術(shù)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(xué)會光電專委會、中國電源學(xué)會物理電池專委會聯(lián)合發(fā)起。1981年光伏專委會在云南師范大學(xué)舉辦首屆光伏培訓(xùn)班。1982年高教部成立“地面太陽電池協(xié)作組”。西安交通大學(xué)、南開大學(xué)、四川大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、南京工學(xué)院、北京工業(yè)大學(xué)、蘭州大學(xué)、山東大學(xué)、武漢大學(xué)十所高教部直屬大學(xué)參加。進(jìn)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(guān)項目。1982年國家科委成立“中國光電技術(shù)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(tǒng)應(yīng)用的研究。80年代后期開始引進(jìn)太陽電池設(shè)備，絲網(wǎng)印刷電極取代蒸發(fā)或化學(xué)鍍電極 華美光伏電子公司引進(jìn)Spire公司一兆瓦生產(chǎn)線云南半導(dǎo)體廠引進(jìn)加拿大1MW生產(chǎn)線寧波及開封購進(jìn)1MW產(chǎn)能部分設(shè)備哈爾濱克羅拉公司購進(jìn)1MW非晶硅設(shè)備1986年國家計委在農(nóng)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(xué)和6個研究所參加。進(jìn)行了晶體硅電池、ＢＯＳ配套及應(yīng)用系統(tǒng)的研究。

1986年科技部組織北京有色總院、南開大學(xué)、山東大學(xué)等進(jìn)行非晶硅薄膜電池科技攻關(guān)。1986年由電子部六所建造的第一個0．56ＫＷ風(fēng)光互補系統(tǒng)在內(nèi)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(fā)電系統(tǒng)和100ＫＷ獨立光伏電站等。1996年在上海交通大學(xué)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(xué)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(yīng)運而生。中國各種光伏應(yīng)用產(chǎn)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(qū)和內(nèi)地對光伏產(chǎn)業(yè)的興趣。1998年開始執(zhí)行世界銀行/ＧＥＦ中國可再生能源商業(yè)化項目，成立國家發(fā)改委世行項目辦和中國可再生能源產(chǎn)業(yè)協(xié)會ＣＲＥＡ。極大地推動了中國光伏技術(shù)，尤其是產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和應(yīng)用技朮的進(jìn)步。成長期（2000至今）2000年以來，中國光伏技術(shù)實現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展：由空間光伏→地面光伏獨立電源→并網(wǎng)發(fā)電從光伏作坊→光伏工廠由國內(nèi)市場→國際市場

尚德率先在美國上市，帶動了一批海內(nèi)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(shù)已經(jīng)得到了世界的承認(rèn)第四部分國內(nèi)外光伏技術(shù)的差距中國和國際先進(jìn)水平的差距電池效率組件效率生產(chǎn)裝備檢測分析技術(shù)國外光伏技術(shù)現(xiàn)狀

大約30家研究機構(gòu)和院所參與了中國太陽電池的研發(fā)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(jié)電池29.2511天津電源研究所硒銦銅電池14.30.87南開大學(xué)碲化鎘電池13.380.502四川大學(xué)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(xué)非晶硅/微晶硅電池11.81010南開大學(xué)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(xué)

中國光伏技術(shù)現(xiàn)狀中國太陽電池實驗室效率表差距成因基礎(chǔ)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(yè)重視創(chuàng)新理念：不同層次、不同理解缺少氛圍：獨立行事、缺少聯(lián)合第五部分促進(jìn)中國光伏技術(shù)進(jìn)步的建議促進(jìn)中國光伏技術(shù)進(jìn)步的建議：用大能源的氣概，樹立創(chuàng)新理念。創(chuàng)新是高科技光伏的生命線?？茖W(xué)規(guī)劃和布點。設(shè)立光伏創(chuàng)新基金、中央/地方/企業(yè)聯(lián)動、加大科技投入。成立光伏大學(xué)及相應(yīng)專業(yè)，加速人才培養(yǎng)。創(chuàng)立專項研究會：光伏材料技術(shù)研究會、晶硅電池技術(shù)研究會、薄膜電池研究會、光伏組件研究會、光伏系統(tǒng)研究會、光伏裝備研究會。第六部分結(jié)語光伏能源是一個偉大的新興能源目光伏技術(shù)是一項偉大的高新技術(shù)其間充滿了商機、充滿了活力充滿了未知的科學(xué)技術(shù)之謎。需要我們繼承和發(fā)揚光伏前輩的革命精神去積極探索。我們的光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很大，而且勢不可擋，繼續(xù)的飛速增長，但應(yīng)當(dāng)清醒地看到我們的光伏技術(shù)的基礎(chǔ)還比較薄弱，與國際發(fā)達(dá)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(chuàng)新思維來推動中光伏技術(shù)的巨大進(jìn)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