我國光伏產業的產能和成本從2008年起就已經領先世界。但是，絕大多數工藝，尤其是主流的太陽電池工藝，都是從國外泊來，鮮有自己創新的。鑒于光伏產業作為一個新興產業，技術更新很快，如果不能在核心的工藝技術上領先于世界，我國的光伏產業就得始終被人牽著鼻子走，只能靠廉價的勞動力和資源賺取微薄的利潤，而缺乏可持續的核心競爭力。

8.1 看來有趣實則無用的“新技術”

首先要說明“工藝”與“技術”的區別，這兩個詞在英文中都可以用technology代替，但工藝指的是可以進行商業化生產的技術，而技術則不一定。實際上，用technology來指我們通常所說的工藝，而用technique來指我們所說的技術，應當更準確一些。不是所有的技術都可以成為工藝的，不能發展成為工藝的技術，是無法進行大規模生產的，而企業需要的是工藝。

由于光伏是一個新的產業，因此，會有不少層出不窮的新技術出來，但其中，只有極少數能夠成為產業的主流生產制造技術，也就是工藝。大部分新技術雖然有創新性，但因為不具備實用性，只能作為實驗室的小玩意兒，給大家啟發啟發智力，絕不能作為產業投資的主要方向。因此，企業對于光伏業內的“新技術”一定要慎重。不少技術雖然在科學上是正確的，但是卻沒有應用價值，也沒有應用的可能。而這些技術，往往會由一些德高望重的科學家作為研究成果提出來，企業家對此必須有清醒的認識。

但由于那些所謂的“新技術”往往帶有新穎性，而且常常是由重量級的科學家提出來的，因此誘惑性很強，會讓人錯誤地投資。

這里舉出兩例這種“中看不中用”的新技術，大家可以引以為鑒，并觸類旁通。

（一）微光發電

也叫低光度發電。有人推出了一種新技術，號稱能夠在星光下發電。這樣的技術看來似乎很好，可以在晚上發電，但實際上，毫無用處。正午陽光直射時每平方米的光強約為1000瓦，星空下每平方米的光功率則只有3微瓦，也就是說，在效率相同的情況下，白天1平方米的光照相當于星空下3億平方米的光照總和，也就是300平方公里的面積的光照總和。換句話說，以3億倍的投資，獲得同樣的電量，這樣的技術有意義嗎？

同樣地，在月光下、甚至白天的室內發電的技術都沒有太大意義。倒是在陰雨天可以考慮，因為，陰雨天的照度相當于陽光直射時的大約10%，這樣的光強如果能夠收集起來，是有經濟意義的。但是，一般的光伏電池在陰雨天的較低照度下都能夠發電，因此，沒有必要去專門研究任何“微光發電”技術。

這里衍生一下，“微風發電”也是同樣“中看不中用”的記述。因為，單位面積的風能與風速的立方成正比，而現在常用的風力分級，每相差一級，風速相差約1.4倍。如2級風的風速為1.6~3.3米/秒，4級風為5.5~7.9米/秒，6級風為10.8~13.8米/秒。常用的風力發電機如果在6級風的額定風速下的額定功率為1000千瓦的話，那么，在2級風時，功率僅有8千瓦，相差一百多倍，因此，研究微風下的風力發電，是絕對沒有經濟性的。

（二） 硅基薄膜太陽能電池技術

2008年以前，由于多晶硅價格很高，人們對于硅基薄膜電池技術進行了大量的投入。但隨著多晶硅的價格從500美元/公斤降到了現在的20美元/公斤，硅基薄膜電池的技術不再有任何的價格優勢。反之，由于硅基薄膜太陽能電池的轉換效率較低，因此，導致支架、電纜、面板等材料的用量增加，現在，硅基薄膜光伏電站的裝機成本反而比晶硅電池更高。例如，目前晶硅光伏電站的裝機成本約為人民幣7元/瓦，而薄膜電池光伏電站的裝機成本至少要8元/瓦以上。

至于其它的薄膜技術，例如碲化鎘、CIGS、有機薄膜等，現在效率是否能夠提高，成本能否下降，還有待于觀察。

光伏產業中類似上面兩種“中看不中用”的技術還很多，例如“太陽能聚焦提純多晶硅”、 “射線輻照切片技術”，等等，這里不一一列舉；這種技術如果純粹作為科學研究，或者作為智力游戲，可能是有其價值的，但不具備實用價值。值得指出的是，在光伏應用領域，也有許多這樣似是而非的應用，如“太陽能發電服”，“太陽能汽車”等，這些產品只能作為小玩意兒和噱頭，當作禮品送送玩玩可以，想推廣，是門都沒有的。

其實，這樣的技術并不難鑒別，大家只要運用基本的常識，再用心深入思考一下，就很容易明白，千萬不要因為看見某某專家的一篇論文或聽見某名人的一次講座就盲從盲信。

8.2 光伏產業有應用前景的工藝技術

下面列出的，是一些在不遠的將來，可能成為光伏產業主流工藝的革命性的工藝技術。

多晶硅提純環節

現有的多晶硅提純工藝就是所謂的西門子法。在最近的將來，冶金法將成為替代西門子法的主流技術。隨著近年來有關機構的不斷努力，冶金法的成本不斷降低，而純度則不斷提高，目前已經能夠滿足光伏電池的需要。但由于目前光伏電池對于硅的純度要求也在不斷提高，可能有很長一段時間冶金法會與西門子法融合共存。

關于硅烷法多晶硅工藝，在技術上和經濟性上都沒有問題，但是，安全性則是硅烷法難以避免的致命短板。所謂的“新硅烷法”，在這方面也進行了很多探索，但實際的工廠還有待實踐檢驗。

鑄錠切片環節

鑄錠工藝的改進是兩個方向，質量和成本。

質量指的是長晶質量，主要是向大晶粒發展，工藝改進的要點也主要是提高晶粒尺寸。

晶粒尺寸增大的極限就是單晶，由鑄錠衍生出來的鑄造單晶技術，也叫“準單晶”或者“類單晶”在2011年熱了一段時間后，又冷了下來。原因是單晶成品率不穩定，但隨著熱場技術的改進，鑄造單晶技術會重新興起，而且會成為晶體硅的主流結晶工藝。配合N型襯底電池技術所需的N型單晶鑄造技術，隨著N型電池工藝的進步，也將是未來的重點研發方向。

成本方面，鑄錠的熱場改造和真空度的合理變化，能夠提高單臺設備的產能，并且兼具除雜功能，提高硅錠的可切片率，從而提高企業的經濟效益。在降低能耗方面，上海普羅推出的一爐四錠的鑄錠技術，單位鑄錠能耗降到了4千瓦時/公斤，是有前景的鑄錠技術。

硅片切割技術

硅片切割是進展和創新最慢的環節。無論人們如何努力，都很難用其它的革命性技術代替現在的多線切割。在能夠看得到的未來，也很難有革命性的技術。

但是，在現有技術的框架下，有不少小的創新可以給切片企業帶來巨大的效益。例如，更細的線徑，粒度更小的金剛砂，更合理的漿料配比，可以減少切片厚度從而提高單位重量的硅片數量，能夠降低硅片表面損傷層，提高成品率；金剛線技術以提高產能；新型導輪減少厚度的不均勻性；等等。這些技術雖然不起眼，甚至只能算是小革新，但能夠這些小技術或技巧的采用，可將每公斤的成品硅片數量提高3~5片，這將給切片企業帶來巨大的經濟效益。

光伏電池生產環節

（一）新型高效光伏電池工藝

有一些革命性的光伏電池生產工藝正在醞釀中，這些工藝由大學和研究所開展，并在一些企業中取得了量化生產的突破，有希望成為近十年的主流工藝。這些工藝的主要目的是提高光伏電池的轉換效率，但必須是在成本不顯著增加的基礎上。

光伏電池效率的提高主要途徑有兩個，一個是表面鈍化技術，主要是為了降低表面復合率。第二是高陷光效應電池，通過減反膜、表面制絨、合理的發射結設計以及合理的金屬接觸和柵線設計，提高電池的陷光效應，從而提高轉換效率。

圍繞上述兩個途徑，有望在不遠的將來實現大規模量產的工藝有如下幾種。

PERL（鈍化發射極、背面局部擴散）工藝，是澳大利亞新南威爾士研究的，實驗室轉換效率已經達到了24.7%。該工藝采用低阻單晶硅片，正背面都有熱生長氧化層鈍化，金屬接觸區域也被鈍化以減少復合損失。該工藝目前還沒有被量化生產，僅小規模試制過。

PERC+LFC（鈍化發射極及背面電池+激光點接觸）工藝。該工藝是PERL的前身，由德國夫瑯和費太陽電池研究中心采用激光掃面打點燒穿背面氧化層形成點狀鋁硅共熔接觸，因此激光掃描速度較快，適合進行工業化生產。

N型襯底電池工藝。N型材料的少子是電子，而不是P型材料的空穴，因此少子擴散長度比常規的P型高出很多。該工藝涉及到磷的均勻摻雜、N型單晶的擴硼工藝、P型發射區鈍化、去硼硅玻璃等多項工藝。該技術可在不增加成本的前提下將電池片的轉換效率從現在的18%提高到24%。

美國SUN POWER公司在N型電池的技術上加上了背面接觸技術（IBC）實現了量產，量產的平均轉換效率達到了23.6%。日本三洋公司則采用非晶硅異質結鈍化N型硅片的兩面，即HIT工藝，并進行量產，實驗室效率達到了24.7%，量產的平均效率達到了22%。

（二）現有常規光伏電池的新技術

目前，主要的高效電池工藝研究都在國外。在國內也有人在研究，例如中國科學院微系統所就針對HIT工藝進行研究，但目前還主要是跟蹤，沒有達到領先的程度。鑒于上述新的技術現在大規模生產尚需時日，對于我國現在的光伏企業來說，針對現有的工藝設備，可能以下革新性的技術和工藝更加實用，也更有效益。

干法制絨技術，不僅省去了普通濕法制絨的污染和廢酸處理環節，降低了生產成本而且還提高了轉換效率。該技術可以將電池片效率提高約1個百分點，而成本卻下降了30%。

正面金屬化技術，主要是減少柵線的遮光面積，同時又不影響柵線的電阻。相關的技術有新型電極（柵線）材料、疊層絲印技術、噴墨印刷技術、電鍍技術等。

選擇性發射極（SE）電池技術。主要目的是減少金屬接觸表面的少數載流子復合率。相關的技術主要次擴散SE電池結構，Etch Back SE電池結構，激光擴散SE電池結構，硅墨SE電池結構等。此外，還有絲印磷漿法、InkJet Doping等。

離子注入發射極電池技術。是為了減少熱擴散帶來的表面復合損失，提高結的均勻性。

MWT電池技術。將主柵線轉移到背面，降低金屬的遮光損失。該技術還可以降低表面負荷，而且在背面的局部pn結也可與正面同時收集光生載流子，降低了對硅片質量的要求。

關于一度引起極大關注的薄膜太陽電池工藝，因為無論是硅基薄膜還是化合物薄膜，都很難看到工業化的前景。硅基薄膜效率難以突破，即便是采用疊層工藝，也無法在效率和成本上取得超過晶硅電池的技術。化合物薄膜，無論是CdTe還是CIGS，衰減是個難以避免的問題，此外，工藝中涉及的劇毒原料，銦、碲等稀有材料有限的儲量，以及昂貴的裝備，都是阻礙薄膜電池工業化的原因?？梢钥隙ǖ卣f，薄膜電池絕對不是有些人所認為的“第三代電池”，只不過由于其柔性化的特點，可以在一些特殊的應用場合，占據一定的縫隙市場。

光伏組件生產工藝

組件生產工藝主要圍繞減少疊片損失、降低焊接溫度減少焊接時的損失、減少封裝造成的工藝損失，以及研究如何減少應用中的PID和LID損失為主要研究方向。還有，組件是光伏制造所有環節中用人最多的環節，如何減少人工成本，也是組件生產工藝要研究的方向。

另外，有兩種新型的組件制造工藝值得關注，而且已經開始了量產。

1）多層層壓技術

用于現有組件制造技術的升級。由于組件廠用工較多，人工成本占有較大比例，該技術可一次性實現6~20層組件的層壓，大大減少組件生產環節的工人，提高效率和均勻性，降低能耗。

2）無膜無焊組件制造技術

這是一種全新的組件制造技術，制造過程中，省去了EVA膜和焊接工藝，不僅可把光伏組件生產成本降低30%，而且還比現有工藝提高了轉換效率。此外，由于EVA膜的老化是光致衰減和電勢誘導衰減的主要因素之一，該技術還可以大大降低組件的衰減，延長組件壽命，提高發電量。

光伏微電網的相關技術

（一）電力傳輸與調度環節

光伏電站除了與組件的性能高度相關外，電站系統是否合理，也是決定發電量的關鍵因素。目前，主要值得關注的電站系統的新的技術有：

轉換效率可達99%以上的高效低損耗逆變器；

POM功率優化模塊，該模塊通過使每一片電池始終工作在最大發電量的條件下，同時減少并聯損失，可在同等裝機容量的基礎上，提高發電量15%。

STS追日系統。采用機械聯動的技術，以低成本實現地面電站的追日系統，可提高發電量15%以上。

智能微電網信息與控制技術

可對大面積光伏電站進行電力監測，對組件運行情況進行診斷，同時檢測負荷情況。在突發情況發生時，實現微電網的智能調度功能，保證供電和用電的負荷平衡。

（二）儲能技術

光伏電站儲能具有容量大、放電時間長的特點，因此，對于儲能技術的成本有苛刻的要求，現有的鉛酸雖然成本尚可接受，但由于放電次數少，加上重金屬污染的問題，需要替代。而新型的鎳鎘、鋰電池包括鐵鋰電池，成本過高，容量也難以做到數萬千瓦時的量級。目前，針對光伏電站和微電網的應用，比較有前景的儲能技術有如下幾種：

低成本低自放電飛輪儲能技術。不僅成本低、壽命長、無污染，而且能夠做到大容量和功率自動平衡技術，適合作為分布式電網的儲能技術。

釩流體電池技術。能夠達到單體100MW級的儲能能量，適合作為區域主干電網的儲能和調峰電站，壽命可達20年以上，而且沒有污染。需要指出的是，現在的鈉硫電池不適合電站的儲能。

超級電容技術。可將超級電容的續航時間在現有水平上延長數十倍，并且將成本降低50%以上，同時保持超級電容的充放電次數多、效率高、能量密度大的特點，不僅使超級電容適于微電網的負荷或供電在發生瞬間變化時穩定電力用，也可作為常規的儲能。

針對具備條件的地方，可以充分利用地形條件采用高低位水庫的抽水蓄能，針對廢棄礦井采用壓縮空氣儲能等，但這些技術需要比較苛刻的自然條件或環境，可遇不可求。

（三）多種能源綜合發電應用系統和組網技術

針對光伏大棚、智能溫室、農業灌溉、漁業等農業生產開發了地源熱泵、沼氣發電等農業新能源技術，針對新城鎮開發的光伏、風力發電、小水力發電、微型燃氣輪機等多種新能源發電技術與裝備，這些方面目前還都在探索階段，目前的重點應當關注那些真正適合光伏和新能源發電特點的應用，以及針對新能源的不足如何彌補，而不是“泛光伏化”，到處都搞光伏發電。

光伏、風能、沼氣、小水電這些新能源或可再生能源，有個共同的弱點就是不夠穩定，因此，要研究相應的保護、控制、調度系統，保證新能源電力供應的穩定性。這些方面目前的研究還很稚嫩，但是不少現有的技術可以稍加改造就能移植過來，這也同樣需要創造性和大膽實踐。

8.3 我國光伏企業的創新戰略

作為一個新興產業，光伏產業的技術更新換代很快。因此，對于光伏企業來說，不僅要密切跟蹤國際最新的技術，而且要具備較強的自我研發和創新能力，才能保持自己的技術領先優勢，延長設備的生命周期，提高資產回報率。企業的自身研發團隊必須長期堅持研發，針對所從事的產業鏈中的環節，要具有述多專業、全方位的創新優勢，能夠保證企業能夠始終以最低的成本和最高的效率，來進行光伏全產業鏈項目的實施。而且，企業的管理團隊和技術團隊要有較強的不斷創新和不斷改善的能力，使企業能夠適應任何市場形勢的變化，適應任何技術革命，在各種經濟技術條件下，都能夠保持超強的競爭力。

我國光伏企業可在內部設立研發中心（研究所/研究院）。光伏企業的研發中心應堅持以下研發原則作為企業創新戰略：

1） 堅持自主研發、自主創新。自主研發是實現光伏企業研發中心的技術引領作用的必要條件，只有自主研發才能使企業的研發機構成為企業的技術源泉。一個企業的研發中心不可能在整個產業鏈的技術全面領先，但至少可以做到在某一個局部有人所不能的“絕招”，也必須這么做。企業的研發中心絕不能僅僅行使“引進、消化、吸收”的角色，不能滿足于僅僅能夠使企業的引進設備正常運轉，那樣的話，研發中心就成了“技術服務中心”了。

2） 注重業界間的合作。企業的研發中心在自主研發地同時必須要積極與國內外研究機構、甚至同行業的其它企業進行合作。自主研發不是排斥合作，絕不意味著閉關自守與夜郎自大。我國的企業往往有些“絕活”后，希望捂在自己的懷里不愿示人，生怕其它企業學了去。這是一種狹隘的小農經濟的思想。作為新興產業的光伏企業，現在超過十年的企業很少。這樣短期的任何一個企業都不可能在 研究開發的技術條件和技術積淀上與大學或者專業研究相比。企業對于研發的投入、尤其是研發儀器和設備的投入終究是有限的。我國光伏企業首先應當與全球的研發機構進行密切合作，通過配套一些研發資助委托專業研究機構承擔一些研發任務，同時，與業內的同行公司保持密切合作，進行科學的分工，甚至可以幾個企業共同對某一關鍵技術的研發進行合作研究開發，這樣不僅能夠分擔研發經費，也可以分享研發成果，使自己能夠不斷汲取新的技術養分，互相取長補短，對于每個企業的發展都是利大于弊。與同行的研究能夠使企業站在較高的起點上進行技術研發，避免“閉門造車”形成的低水平重復，也能夠保持對國際上最新技術的了解和跟蹤，同時保持自身技術的領先地位。

3）堅持研發為生產服務、為應用服務的原則。我國光伏企業的研發中心與專業院校和研究所不同，企業的研發機構要著力于各項先進技術在光伏生產制造上的產業化應用，為企業的生產提供堅實的技術保障和支撐，實現光伏企業在工藝、裝備、制造技術上的自立和自強。這對于提高我國光伏企業的應變能力，適應新技術和各種不利的市場變化有著莫大的好處。而對于一些基礎理論性的研究工作，可以與院校和研究所合作進行，但不應成為企業研發中心的主要工作。

4）研發中心要重視新技術的成果轉化、產業化和規模化，實現技術與商業應用的完美結合，起到引領企業技術發展的作用。一個新技術從實驗室到工廠化生產，所要花費的投入可能比研究成果還要大，面臨的問題也更多。有的技術只有開始實施工業化生產才能發現其中的問題，因此，研發中心要將工作重點放在技術的產業化方面。企業也要大膽在這個環節予以投入，才有可能實現突破。

5）企業的研發中心可以考慮通過技術轉讓與服務實現自身造血功能。技術轉讓方面，考慮到可能會與企業的生產有沖突，可在新一代技術研發成功后，將前一代但尚有使用價值的技術進行轉讓，這樣不僅可提前收回研發成本，還可提高企業在市場中的競爭力。技術服務方面，一方面考慮針對內部的生產制造和運營服務，同時，研發機構也可以考慮在業內為其它用戶服務。例如，企業出資建立國家級的檢測平臺，申報權威認證資質并爭取與國際著名檢測機構達到互認后，可開展檢測業務。從事光伏電站運營的企業，其研發中心可關注發電項目設計技術和光伏電站工程咨詢業務，并辦理有關咨詢資質，這樣，可以為用戶開展設計和咨詢業務。

對于光伏產業的制造企業來說，自主研發、自主創新，不是企業門面上的裝飾，而是光伏企業能否長期生存、發展的必要條件，是能夠實實在在為企業的生產作出實際貢獻的。企業應當重視對研發的投入，并做好新技術的跟蹤和判斷，使研發投入能夠真正的創造出效益。

我國的光伏企業如果能夠開發大量的新技術，并在關鍵工藝上取得革命性的突破，能夠引領光伏產業的技術革命的變化，中國才能從現在的光伏制造大國，真正變成光伏制造強國。