文眼

当今世界，能源问题已成为国际争端的触发点。寻找安全、清洁、经济的新能源，已成为人们通过科技手段，摆脱能源困境的必然选择。这已经不是技术问题，而是国家间战略竞争的高地。比如，高效太阳能电池技术就是这样一个属于重大科技突破的项目。对此类项目应该采取什么方法来培育呢？这是个问题。

——亚夫

目前，我国正处于创新驱动发展的关键时期，正面临从高速增长向科学发展转型的挑战，面临着对“全球价值链”原有分工秩序和角色的挑战。我们必须根据我国的基本国情以及所面临的国际环境，围绕国家战略，选择和培育对我国经济社会有“支撑”与“引领”作用的重大技术，力争取得新的突破，以把握我国的发展主动权，提升我国的国际地位。

所谓重大技术，是指其技术地位在众多技术中处于核心、关键的地位。具体衡量主要包括三个层面：一是是否具有基础性；二是是否具有公共性；三是是否具有战略性。重大技术既不是三项指标的机械相加，也不是相乘，而是基础性、公共性和战略性的融合。

当下，第三次工业革命的核心是新能源革命，高效太阳能电池技术作为提高太阳能利用率的关键，代表了先进的技术发展方向，对我国光伏产业的结构调整和可持续发展具有重要影响，属于当前应该发展的重大技术之一。对于高效太阳能电池技术而言，我们已“不是要不要发展的问题，而是怎么使其更好发展的问题”。

高效太阳能电池技术发展现状

鉴于太阳能资源丰富、廉价、安全、无污染、可自由利用等特性，太阳能利用日益受到各国政府和普通民众的关注。作为太阳能利用重要形式的太阳能发电，是一种可持续的能源替代方式，近年来实现了快速发展。

按照技术类型，太阳能发电主要分为光伏发电和光热发电两类；其中，光伏发电是以太阳能电池技术为核心，将太阳能直接转换为电能的技术。目前，因成本居高不下，这项技术尚未能普及。但随着太阳能电池技术水平的不断提升、规模效应的增强、价格不断下降，以高效太阳能电池技术为核心的光伏发电将会得到广泛应用。

1.高效太阳能电池相关技术特点

太阳能电池（solar cell，SC）具有持久性、清洁性和灵活性等优点，并且在转化过程中，无污染、无噪声，既可以直接为小型电器提供离网电能，又可以进行并网发电，应用前景广阔。

太阳能电池是光伏发电系统的核心，其开发和制造是光伏产业链中最关键、最重要的一环，将直接影响到太阳能发电的普及和发展。有效提高太阳能电池的光电转换效率，降低制造、应用成本并实现发电稳定性，是高效太阳能电池开发、制造中必须要解决的关键问题。

目前，普通太阳能电池产业化水平的光电转换效率大致为，单晶18%-19%、多晶17.3%-17.8%，非晶硅薄膜8%～9%。根据国务院发布《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，明确提出新上光伏制造项目应满足单晶硅光伏电池转换效率不低于20%、多晶硅光伏电池转换效率不低于18%、薄膜光伏电池转换效率不低于12%。

当然，高效太阳能电池也是一个随时间变化而变化的概念。

太阳能电池是一种利用“光生伏特效应”原理将太阳能转化为电能的半导体器件，其核心原材料是可释放电子的半导体物质。电池产品主要分为以晶硅电池为代表的太阳能电池，和以硅基薄膜、碲化镉（CdTe）电池、硒铟铜（CuInSe）电池、硫化镉（CdS）电池、铜铟镓硒（CIGS）电池、砷化镓（GaAs）叠层电池等薄膜电池为代表的太阳能电池，以及以染料敏化电池-光电化学电池（Grātzel电池）、有机电池、多结（带隙递变）电池、热载流子电池等新型电池及新概念电池为代表的太阳能电池。

截至2013年底，太阳能电池产品中，晶体硅太阳能电池（主要是P型单晶硅电池和多晶硅电池）占据市场主导地位，市场占有率超过90%；薄膜电池的市场占有率不到10%；新型电池及新概念电池大多处于实验室阶段或中试阶段，尚未大规模产业化。

目前，全球光伏产业尚处在导入期，有关高效太阳能电池的多种相关技术路线都在并行发展。其中，晶硅高效太阳能电池因具有高光电转换率、低污染、性能稳定不易衰减、大规模制造技术成熟等方面的优点。因此，世界范围内以晶体硅太阳能电池为主的高效太阳能电池结构，既是过去几年的真实写照，而且还将会在未来十几年持续占据主导地位。

但是，就现在的规模化生产而言，要达到上述的效率要求，可能需要我们实现从常规P型晶体硅技术，到P型晶体硅的PREC/PERT技术以及N型电池技术（含N型双面、异质结、背接触、异质结背接触电池）的转变。同时，薄膜电池与晶硅电池相比，在光电转换效率、成本和稳定性等方面可以进行的改善空间较大，薄膜技术领域的突破有望使其成为未来高效太阳能电池发展的热点。