一、概述

1839年法国科学家贝克雷尔发现“光伏效应”，1954年美国科学家恰宾和皮然松制成实用的单晶硅太阳能电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。 近年来，随着能源短缺，环境污染等问题的严重，太阳能电池因其清洁环保，可再生的特点获得了良好的发展机遇，发达国家制定了一系列鼓励光伏发电的优惠政策和庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了巨大的市场空间，使其进入了高速发展时期，并带动了上游多晶硅材料和太阳能电池设备的发展。预测今后10年光伏组件的生产将以20％－30％以上的速度发展，2010连将达到4.5GW/年，总装机容量达到18GW。下世纪中叶，太阳能光伏发电将达世界总发电量的15－20％，成为人类的基础能源之一，受国际市场影响，我国太阳能电池产业迅猛增长，其主要动力是光伏发电的市场需求。 中国光伏发电市场规模目前较小，主要在以下几方面：1、通信和工业应用（约占36％），2、农村和边缘地方应用（约占51％），3、光伏并网发电系统（约占4％），4、太阳能商品及其他（约占9％）。

太阳能电池产业链包括硅材料制造（将石英通过提纯和精炼加工成晶体硅）和生产线设备制造、硅片制造（将晶体硅熔铸锭再切成片），电池制造与就硅片通过半导体加工工艺变成电池），组件制造（将电池连接并封装形成组件，产业呈明显的金字塔结构，越到底部生产厂数量越多，产业链最后的工序是将组件加上逆变器、控制器、蓄电池等辅助设备，构成实用的用户系统和联网系统。 太阳能电池按基板才来可分为多晶硅电池，单晶硅电池，非晶硅电池，带状硅电池、碲化镉（CdTe）及硒铟铜（CIS）等光伏电池。前4种属硅基太阳能电池，占总量的98％以上，其中晶体硅（多晶硅、单晶硅）太阳能电池约占总量的90％，多晶硅电池约占总量的56％，是目前太阴能电池最主要的基板材料。

二、世界太阳能电池发展概况

（一）太阳能电池行业发展概况

全球太阳能电池产业1994－2004年10年里增长了17倍，2005年总产量1656WM，同比增长38.7％，总产量已超过2300MW，累计装机发电容量已超过5GW，2005年，世界光伏市场安装量同比增长34％，达到1460WM，其中德国占全世界的57％，日本约占20％，美国约为7％，2010年全球太阳能电池产量将达到4.5GW，市场将达到186－231亿美元，年安装容量将达3.2－3.9GW，预计2006－2010年光伏产业需求的年均增长率约23.8％。

太阳能电池生产主要分布日本、欧洲和美国，2005年产量占比为日本46％、欧洲28％、美国9％、其他17％，中国已成为第四大生产国，2005年前10大厂商为Sharp、Q Cells、Kyocera、BP Solar、Sanyo、Mitsubishi Electric、RWE、Shell Solar、Motech、Suntech，占总产量的89％，最大的生长商夏普2005年产量预计达450MW，增长2.7倍，产能将达600MW，占全球1/4以上。

太阳能电池技术研发的热点是以晶硅材料为基础的高效电池和薄膜电池，澳大利亚新南威尔士大学高效单晶硅电池效率已达24.7％，美、日、德已达到20％以上；澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率已突破19.8％，美、德等达到18％以上，薄膜电池的研究主要集中在非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜、CdTe、CIS上，非晶硅薄膜电池实验室稳定效率已突破13.0％，CdTe电池效率达到15.8％，CIS电池效率18.8％，多晶硅薄膜电池的研究工作发展迅速，已成为世界关注的新热点。

（二）太阳能电池用多晶硅发展概况

多晶硅的需求来自于半导体和太阳能电池，按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级，其中，用于电子级占55％左右，太阳能级占45％，随着光伏产业的迅速发展，预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。

2005年世界太阳能级多晶硅产量仅为8500吨，而需求量为15000吨，供需缺口很大，主要原因是以欧洲为中心的太阳能市场迅速普及与扩大，预计2006年、2007年多晶硅供需不平衡的局面将愈演愈烈，2010年太阳能电池用多晶硅市场至少30000吨。

硅原材料紧缺已成为制约太阳能电池发展的世界性难题，尽管2005年供应量增长了12％，仍然供不应求，国际上长期供货合同已抬价25％以上，半导体级与太阳能级原有的价格差别现在已不可能实现，持续的硅材料紧缺将对太阳能电池产生重大影响，预计2006年世界太阳能电池产量的增幅将受到限制，要解决硅材料的紧缺将需要5年以上的时间。

多晶硅材料的生产技术掌握在美、日、德7个公司的10家工厂手中，形成了技术封锁、市场垄断的状况，主要有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美国的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德国的Wacker公司等，年产能大部分1000吨以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker公司年产能为3000－5000吨。

多晶硅产业的主要技术特征：

（1）改良西门子法、硅烷法和流化床法等多种生产工艺路线并存，其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能约占总产能的80％，短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。

（2）新一代低成本多晶硅工艺技术研究空前活跃。除传统工艺（电子级和太阳能级间兼容）及技术升级外，涌现了几种专门生产太阳能级多晶硅的新工艺技术，主要有：改良西门子法的低价格工艺；冶金法从金属硅中提取高纯度硅；高纯度SiO2直接制取；熔融析出法；还原或热分解工艺；无氯工艺技术；Al－Si为熔体低温制备太阳能级硅，熔盐电解法等。

（三）太阳能电池设备发展概况

处于产业链前端的制造设备（包括材料提纯和硅片制造设备、电池制造设备、组件制造设备及相关的检测仪器等），随着太阳能电池产业的兴起得到了长足发展，2005年全球太阳能电池相关设备及检测仪器产量超过600台套，销售额10亿美元以上。

在太阳能电池制造设备方法，以德国、意大利为代表的欧洲设备制造商同日本、美国设备制造商代表了当今世界最高水平，其中欧洲及日本的电池制造设备、美国及欧洲的晶体硅材料提纯及制造设备较为突出，因此，国际太阳能电池生产设备市场主要被欧美日等国企业占据，尤其以德国的大生产设备最有特色，占据了除日本之外的大部分市场，而日本则由于技术垄断、封锁、不外泄等原因，设备大多限日本国内使用，仅近两年才开始少量外销。

太阳能电池设备的技术发展方向：

1、提出单机自动化水平、增加批次装片量、提高单机生产效率。

2、设备间机械手自动传送、在线检测、提高整线生产效率，减少人工干预，降低碎片率。

3、将更先进的工艺技术物化于设备，提高光电转换效率，降低每瓦成本计

4、适合大尺寸、薄硅片工艺、节约硅材料。

三、国内太阳能电池发展概况

（一） 太阳能电池行业发展概况

我国对太阳能电池的研究起步于1958年，上世纪80年代末期，先后引进了多条太阳能电池生产线、使我国太阳能电池生产能力原来的3个小厂的几百KW提升到4个厂的4.5MW并一直持续到2002年，产量则仅2MW左右。

欧洲市场特别是德国市场的极具放大和无锡尚德太阳能电池有限公司的迅猛发展给我国光伏产业带来了前所未有的发展机遇和示范效应。2005年中国太阳能电池生产总量达到139MW，较2004年猛增了179％；太阳能电池组件375MW，在2004年增长300％的基础上又增加了136％，预计2006年仍会高速增长。

截止2005年底，国内太阳能电池产能已超过300MW，预计2006年有可能超过500MW，但由于硅材料短缺，开工不足，实际产量远低于设计产能，其中无锡尚德的产能2005年末已达120MW，成为全球第十大生产商，拥有6％的市场份额；南京中电的产能也由2004年的30MW增加到100MW。

在制造技术方面：硅片厚度已普遍地从370μm降到240μm，有的已减薄到220μm，仍能保持较高的成品率，多晶硅太阳能电池一般效率已达到13－14％，有的已能批量生产15％的产品，单晶硅电池效率已普遍达到14－15％，有的已能批量生产16％的产品。

（二）太阳能用多晶硅发展概况

我国多晶硅工业起步于五、六十年代中期，生产厂多达20余家，但由于技术难度大，生产规模小、工艺落后，环境污染严重，耗能大，成本高，大部分企业因亏损而相继停产和转产，到1996天仅剩下四家，即峨眉半导体材料、洛阳单晶硅厂、天原化工厂和棱光实业公司，当年合计产量102.2吨，产能与生产技术都与国外有较大差距。

目前国内主要生产厂有洛阳中硅高科技公司、四川峨眉半导体厂和四川新光硅业公司等，到2005年底，洛阳中硅高科技公司300吨生生产线已正式投产，二期扩建1000吨多晶硅生产线也同时破土动工，河南省计划将其扩建到3000吨规模。四川峨眉半导体材料厂是国内最早拥有多晶硅生产技术的企业，2005年由太阳能电池用户投资扩产的220吨多晶硅生产线将于2006年于上半年投产，四川新光硅业公司实施的1000吨的多晶硅生产线正在加快建设，计划2006年底投产。此外，云南、扬州、上海、黑河、锦州、青海、内蒙、宜昌、广西、重庆、辽宁、邯郸、保定、浙江等地也有建生产线设想。

太阳能电池用多晶硅按每生产1MW多晶硅太阳能电池需要11－12吨多晶硅计算，到2005年底国内太阳能电池产能超过300MW，由于硅材料短缺等原因，实际形成的产量为110MW－139MW，不到产能的一半，当前硅材料缺口至少2000吨以上，2006年的缺口将进一步扩大，硅原料紧张将成为制约国内太阳能电池产业进一步发展的关键环节，短期内尚难以消除。

（三）太阳能电池设备发展概况

标准的晶体硅太阳能电池制造工艺流程见下图所示。

同太阳能电池及组件生产的大幅度增长相对应，我国太阳能电池设备市场也高速增长。据国内设备行业统计，2003年－2005年12月，我国新上标准太阳能电池生产线（25MW/条）17条，设备市场高达8.5亿元，加上用于购买材料制造设备如多晶硅铸锭炉、单晶炉、切割机、线锯等的投资，市场总超过12亿元，其中的约三分之一的市场被国产设备占领，几年来累计为过程节约外汇约一亿美元，为用户节约投资近8亿元人民币，2005年共销售相关设备约330台套，销售额近2.5亿元，部分设备已有出口。

国产太阳能电池及组件生产关键设备如8〃扩散炉、等离子刻蚀机、PECVD、低温烘干炉、高温烧结炉、清洗机、层压机等相继在大生产线上替代进口设备取得广泛应用，我国除全自动丝网印刷机外已基本具备太阳能电池制造设备整线供给能力，材料生长设备中的单晶炉的技术性能已接近国际先进水平，具备了优良的性价比优势，近两年借助硅材料短缺的难得契机，已形成批量生产、占据了国内绝大部分市场并有少量出口。

国内专业或兼顾从事太阳能电池相关设备生产的厂家约20多家，从业人数约4000人，主要厂家有中电科技集团48所、北京七星华创公司、西安理工大学附属工厂、北京京运通公司、北京京仪世纪公司、深圳捷佳创公司等。

四、我国太阳能电池产业发展的主要问题

（一）产业发展失衡

由于在普及应用太阳能电池方面的力度不够，国内市场近几年处于停滞不前的状态，目前我国太阳能电池和组件有95％以上销往国外，国内市场所占份额很小，2005年全球太阳能电池产能已达2300MW，已超过2008年市场需求的预测，呈现过剩趋势，产能利用率的拐点已出现。据测算，2005年的开工率只有78％，比2004年低10个百分点，此种趋势必波及我国太阳能电池产业，2006年我国几十家企业新上或扩产的生产线的产能目标将超过600MW，而实际生产能力也将达到300MW以上，有可能加剧对上游原材料和下游应用市场的竞争。面对原材料紧缺的局面，除原有几家企业的扩产计划外，还有十几个省市有上多晶硅生产线的设想，其中不少带有盲目性，且存在着低水平重复建设的隐忧，有可能将太阳能电池行业的建线热潮转移到上游产业。

此外，有专家质疑；我国太阳能电池行业是典型的两头在外的行业，即技术和原材料、销售和市场在国外，加工制造在国内，由此导致国外厂商赚取高额利润，国内大量的劳动力、能源、资源、仅赚取很低的利润，尤其值得关注的是，面对我国能源紧缺的现状，消耗紧缺的能源制取可再生的能源产品，源源不断地输送到国外以获得微薄的收益，不符合国家的根本利益，也不利于我国建设资源节约型和环境友好型社会目标的实现。

（二）产业发展失衡引发原材料价格飞涨

由于太阳能电池行业的发展速度远高于原材料的发展速度，太阳能电池用硅原料缺乏已成为国际性的大问题，国际供货合同的价格迅速攀升。由于两头在外的产业格局，硅原料缺乏对我国的影响尤为严重。过去两年中，硅材料的价格翻了近一倍。2003年每公斤的平均售价仅25美元，2004年上升到32美元，最近的调查显示，目前中国市场硅原料价格已上升到60美元，较2005年平均价上升了40％，而电池组件的价格却只上升了10％，售价仅为3.75美元/W。众多电池厂家不得不为保证硅材料/硅片的供应而相互竞争。由于太阳能电池用多晶硅原料用量猛增，已带动了整个电子信息产业的硅材料价格上涨，也将对其他硅电子元器件的材料成本带来不利影响。

（三）市场发育不良

国内太阳能电池市场近几年处于停滞不前的状态。自2002年国家发改委实施西部省份无电乡电工程项目以后，原计划继续实施无电村通电工程，但由于种种原因至今没有启动，国外发展太阳能光伏产业主要是依靠大量安装屋顶并网系统，并已占全球太阳能电池总用量的60％－70％，而我国尚无此类大型计划实施，仅深圳、上海和北京有些示范型的并网屋顶系统。如果没有大中型城市和东南沿海经济发展地区大量推广屋顶并网系统，即使实施西部地区村村通电工程也难以使我国的太阳能光伏市场获得持久快速发展。

国外住宅多为单层或多层建筑，我国大中城市则多为高层或多层建筑，这对实施太阳能建筑一体化，安装太阳能光伏屋顶系统向用户供电，也带来了一定的困难，此外，目前我国此方面的科普宣传做得不够，示范工程很少，没有形成应用太阴能电池的市场氛围。

（四）创新能力不强

我国太阳能电池产业虽然发展很快，但技术进步不明显，创新能力不强，自主创新的核心技术很少，除少数企业外，产品的总体质量不如日、欧洲、美等发达国家和地区、包括设备制造在内的总体技术水平始终与发达国家相差一段距离。

在科研方面，我国相关的高等院校和研究机构偏重于新型太阳能电池技术的研究，缺乏对常规太阳能电池生产工艺的研发，科研经费严重不足，在人才方面，主要依靠老企业的退休技术人员，18所等单位的少量科研人员、部分留学归国的人员和原先从事半导体行业的技术人员开展技术工作，能适应生产第一线的技术人员奇缺。

（五）产业化水平低下

2005年我国太阳能用单晶硅企业开工率约20％－30％，无法实现满负荷生产；多晶硅生产的最小经济规模为1000吨/年，最佳经济规模在2500吨/年，而我国目前仍处于百吨级水平，千吨级工艺和设备技术的可靠性、先进性、成熟性及子系统间的相互匹配性都有待于验证、完善和改进，此外，国内的多晶硅生产线工艺设备落后，物料和电力消耗过大，三废问题较多，与国际水平相比，国内多晶硅生产的物耗能耗高出1倍以上，降低了产品的竞争力。

（六）缺乏相关的扶植政策

太阳能电池虽然优点很多，但毕竟制造成本较高，发电成本远高于不计环保成本的燃煤火力发电成本，为促进行行业发展，日本、美国，欧盟都有发展光伏产业的扶持政策，连印度这样的第三世界国家也有自己的扶植政策，我国目前还缺乏相关的扶植政策。

五、推动行业发展的对策与建议

（一）加大对产业的指导与扶持力度

建议将包括太阳能电池在内的可再生能源列为国家专项，加大政府对太阳能电池等可再生能源产业的支持力度，引导太阳能产业加强核心技术研发、完善大生产工艺、提高光电转换效率，降低制造及应用成本，为大规模应用可再生资源，减少一次资源的消耗，提供重要的技术保障。

利用电子发展基金等调控引导手段，重点支持太阳能电池用多晶硅大生产技术、太阳能电池制造设备等管理领域和薄弱环节的研发已产业化，增强产业发展中的基础支撑能力和自主发展能力，保障行业持续、快速发展。

积极向金融机构推荐太阳能电池产业链中的优秀项目，为我国太阳能电池产业发展争取更多的金融支持。扩展融资渠道，推进骨干企业进入股票市场融资的进程，扩大企业规模，提高国际竞争力。

（二）强化宏观调控力度

强化各级政府的宏观调控与行业管理工作，避免低水平项目的重复建设，防止行业内的无序恶性竞争，推动企业间的合作和联合，扩大生产规模，增强技术实力，提高市场竞争力，引导产业有序、可持续发展。

严格新上及扩建项目的审批，合理控制太阳能电池及组件的增加速度和质量，选择少量多晶硅材料生产项目予以重点支持，控制条件不成熟项目的盲目启动，加快太阳能电池及其材料制造设备的开发速度，尽快使产业结构趋于合理。

（三）加快培育国内市场

发挥政府的政策引导作用，通过法规、优化政策等扶持和培育国内太阳能电池市场的发展。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中已将“高性价比太阳能光伏电池及利用技术”列为优先主题，《可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》也为太阳能电池产业营造了比较好的发展环境，应尽快作好政策法规的完善、落实和推广应用，科普宣传、技术咨询等工作。

建议国家有关部门和地方政府尽快落实各项相关的扶植政策，尽快实施西部省份无电村通电工程项目和太阳能并网系统屋顶计划，以加速国内市场的发展。

（四）支持用户使用太阳能电池

国家中长期科技规划纲要中提出了要在能源开发、节能技术和清洁能源技术取得突破，促进能源结构优化的战略目标，作为一种典型的清洁环保、可再生能源、太阳能电池必将在实现上述目标的过程中发挥重要作用，为此，建议国家给予一定的资金倾斜，支持广大用户推广使用太阳能电池，从而尽快消除当前国外市场迅猛发展和国内市场发展缓慢的巨大反差，迅速扩展太阳能电池的国内市场。

（五）加快多晶硅材料的产业化

加大对多晶硅产业技术研发科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度，尽快突破千吨级多晶硅产业化的关键技术，形成节能、低耗、环保、适应循环经济发展的多晶硅材料生产体系，抓住有利时机发展壮大我国的多晶硅产业，提高我国多晶硅在国际上的竞争力。

（六）提高自主创新能力

加强技术创新投入，加强太阳能电池及其制造设备、原材料先进技术的研发，鼓励研发拥有自主知识产权的核心技术，尽快赶上国际先进水平，针对国内产业的薄弱环节，优选部分项目予以重点支持。

目前占主流的晶体硅电池的制造技术仍然基于硅二极管的制造技术，未见有重大突破，为大幅度降低制造成本，提高转换效率，应在重视集成创新、引脚消化吸收创新的同时，加强原始创新工作，加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究，建立太阳能电池创新体系，获取自主知识产权，为我国太阳能电池的长远发展打下基础。

鼓励太阳能电池企业建立研发机构，培育一批技术创新型企业和研发中心，形成以企业为主体的自主创新体系。

（七）加强基地建设

选择太阳能电池产业比较发达、企业比较集中、上下游配套比较完善的地区给予重点支持，建成若干太阳能电池产业基地或产业园，发挥产业的聚集、辐射和带动效应。

（八）重视人才的培养和引进

发挥行业协会、骨干企业、专业院所的优势，积极开展太阳能电池专业人才的培训工作，加大从海外引进高层次人才的力度，重新利用国内外方面的人才资源。

（九）加强行业自律，规范行业秩序

在行业主观部门的指导下，发挥行业协会等中介组织的作用，协调解决市场中重大的共性问题，加强行业自律，避免在硅原材料收购价格、电池组件出口价格上的无须恶性竞争，以整体形象参与国际市场，维护国内行业的全局利益，保持行业健康、快速、可持续发展。