當前，光伏產業進入規模化發展的時期，中國乃至世界光伏產業都呈現迅速發展的狀況。這幾年，特別是中國光伏產業擴能勢頭不減，普遍擔憂和關注的焦點是中國光伏產業如何健康可持續的發展下去。本文通過對國內外光伏產業發展的初淺分析，探討國內光伏產業現存在的問題，以求得中國光伏產業可持續發展的共識。
一、國內外光伏產業發展情況
1.1 美國始終位于世界光伏技術的前列
美國是世界光伏技術和光伏產業的發源地，憑借著雄厚的真空技術和半導體技術研究基礎始終位于世界光伏技術進步的前列，并涵蓋了所有商業化光伏產品的類型。通過建立國家級研究中心、降低新技術研發的風險以及提高新技術在系統應用中的穩定性等，確保本國光伏技術的世界領先。
第一，“美國國家光伏發展計劃”強調國家實驗室、大學和光伏企業共同合作，促使光伏基礎研究、應用研究和制造技術有機結合，建立光伏系統工程和市場應用的合作關系。國家實驗室在技術發展早期發揮領導作用，當技術接近商業化階段時為企業提供技術支持。光伏企業分擔技術研發合同經費50％，將在科研成果基礎上加強應用技術研究，促進新技術的商業化應用。
第二，美國是世界上生產光伏制造設備最多的國家，光伏產業年增長率保持在15%以上。重點轉向了發展材料和相關設備等高科技含量的產業鏈上游，建立實驗性質的工廠和生產線供其進行技術前沿的研究，把下游的產業轉移到人工成本較低的發展中國家。
第三，美國注重先進技術的培養。通過出臺國家光伏發展計劃，加大薄膜電池的技術研發投入，率先實行薄膜光伏電站示范項目招標等產業政策，美國已涌現出First Solar、Globe Solar、USSC等高科技企業，在光伏薄膜領域申請了重要專利，加強了美國在該領域高端的壟斷地位。
1.2 日本開發生產新工藝與啟動國內光伏市場相結合
憑借在半導體方面的技術優勢和強大經濟實力，日本增加光伏產業鏈的集中度，控制高端產品市場。由于日本光伏市場較美國更加廣闊，促使了本土企業從美國引進先進的光伏技術發展形成完整的產業鏈，積極開發光伏生產新工藝以提高太陽能電池板的性能，降低硅片厚度，提高產品的光電轉化效率等，促進了日本光伏電池的產業的商業化進程。涌現出夏普、京瓷、三洋、三菱電器等一大批龍頭企業，形成了完備的生產、銷售和使用體系，使日本光伏發電市場穩步發展，成為世界光電系統大國。
第一，通過實施研發、示范研究促進光伏產業的發展。組織實施了高效太陽能電池和組件研發、大規模利用光伏系統的開發、光伏發電技術創新的調查、光伏發電技術研發計劃等項目。促進新一代光伏系統的研發和大規模應用光伏系統技術研發。開展了工業光伏系統、各種新能源區域并網發電、大規模光伏發電系統并網穩定性以及國際合作等試點示范項目。
第二，啟動光伏發電應用市場。日本支持光伏產業發展的基本思路是政府積極扶持，企業主動跟進，全民積極參與。1990年，日本修改電力公司法的相關技術規范與要求，積極支持光伏并網發電系統的推廣和應用；自1994年起，居民安裝光伏發電系統由政府提供補貼，所發電量政府以電網售電價格收購；2003年出臺可再生能源配額制法，要求能源公司提供的能源總量中新能源和可再生能源要占有一定的份額。通過以上扶持政策，日本成為全球最重要的光伏市場。
第三，制定可再生能源發展戰略，提供良好的政策環境。日本發展光伏產業之初就制定了《2030年光伏發展路線圖》，明確指出日本的太陽能電池發展計劃：第二代太陽能電池2020年發電成本達到14日元/千瓦時，轉換率10-19%；2030年發電成本達到7日元/千瓦時，轉換率15-22%；第三代太陽能電池2030年以后轉換率超過40%。隨著中長期性戰略的實施開發研究，對強化日本光伏發電關聯產業的競爭力產生重要影響。
1.3 德國頒布上網電價法 打造光伏產業集群
德國擁有世界上先進的光伏電池和設備制造產業，“德國制造”的太陽能系統零部件在可靠性和性能方面都享有很高的國際聲譽。2009年德國光伏設備銷售額達到20億歐元，光伏逆變器占歐洲市場的85%以上。總之，高技術的專業工人、良好的運輸系統、高品質性能的基礎設施以及德國東部相對低的成本，成就了德國先進的光伏產業。
第一，德國政府通過太陽能屋頂計劃和上網電價法的實施，著眼于促進光伏發電的應用，保障了投資者和生產者的利益。除了可再生能源上網電價，德國政府還為光伏產業提供稅收優惠，包括20年折舊期內免征增值稅。在發展初期，德國政府就著力在東德打造“太陽谷”，截至2008年聯邦政府投資太陽谷花費12億美元。例如入駐德國太陽谷的企業可獲得50%的建設費用，較低的稅收政策，對國外的光伏企業也一視同仁。
第二，熟練的勞動力和高品質的基礎設施保障了德國光伏產業的發展。德國東部發達的微芯片和半導體產業為高素質技術工人提供了產業基礎。很多大學研究光伏新技術并設置光伏等可再生能源的研究生課程。據統計，德國光伏企業中25%的工人持有大專以上文憑，50%的工人達到了熟練技術人員等級。先進的交通、通訊設施促進了光伏產業發展。1991年開始實施加強東西德聯系的交通工程，為東德的光伏產業集群創造了雙贏的局面，充分發揮東德成本優勢，并有利于西德提供高質量性能的技術設施。德國還擁有8.7萬英里光纖數字通訊網絡，I S D N的密度是英美等國的5倍。高度發達的相關配套行業，尤其是半導體、光學、化學和玻璃行業為德國光伏產業的發展奠定了堅實的基礎。相關產業的發展為德國光伏產業提供了大量的高素質工人，高品質的設備，便利的運輸和I C T基礎設施。
第三，有效的研發投入、高技術戰略使德國成為光伏產業強國，研究機構、大學、光伏制造和設備提供商之間密切的合作促使新技術低成本應用到生產層面。政府每年把G D P的2.5%用于技術創新方面，2004-2007年共申請了250項光伏技術專利。在高技術戰略的帶動下，2006-2009年德國聯邦政府在能源環境技術方面有效的配置了技術資源。集中公共資源和私營機構投資光伏技術研發，使德國成為世界上光伏研發機構最多的地區之一，約60家科研機構。2007年德國光伏產業研發投入1.76億歐元，其中3.6億歐元用于支持有機電池的突破性研究。
第四，產業聯盟在合作和信息交流方面扮演重要的角色。E P I A的會員遍布整個光伏產業鏈，代表了全球80%的光伏企業利益，是全球最大的光伏產業聯盟。德國能源機構和光伏政府協會發揮著企業和政府間的橋梁作用。
1.4 中國“光伏制造大國”的誕生
中國從1959年開始太陽能光伏技術的研究，航天產業的發展促進了中國光伏技術的進步，為光伏技術產業化發展奠定了堅實的基礎。半導體行業幾十年的發展，培養了大批的專業人才。改革開放和經濟全球化為中國光伏企業引進先進生產設備、優秀的專業人才、吸收國外資金提供了國際化大舞臺。國內光伏產業充分運用國內外資金、人才兩大市場要素，憑借勞動力和土地成本較低的優勢，從國外進口電池組件制造、封裝設備，產品廣銷國際市場。中國光伏企業抓住了世界光伏市場增長的機會迅速擴能，規模上或超過世界各國。如表2-1所示，截止2009年底，中國光伏電池組件產量已經達到4000M W，11家光伏企業海外上市，13家企業國內上市。2009年全球前15家太陽能電池廠商中，中國企業占據6席，無錫尚德以705兆瓦的產量位于全球第四位，成為光伏制造大國。
在經濟全球化的大背景下，中國光伏電池的生產制造與國內傳統“代工”產業相吻合，通過來料生產，以低廉的的土地、電價、勞動力等資源優勢取勝。例如，無錫尚德企業規模迅速發展，2008年電池產量約494M W，2009年產量達到705兆瓦，占國內電池總產量的17.6%。但是光伏產業，尤其是產業鏈上游屬于技術密集型，技術門檻高，只有通過對技術和生產的持續投入，才能在國際市場中保持競爭優勢。目前中國光伏產業市場、設備、材料三頭在外，雖然在制造和產業化環節形成了規模優勢，但尚未掌握產業鏈核心技術，沒有實現更多的技術突破，國外企業的產業轉移使中國的成本優勢受到嚴重威脅，中國光伏產業長期發展缺乏有力支撐。
二、光伏產業的技術發展方向
目前世界光伏電池技術主要朝著三個方向發展：
(一)、晶硅電池仍是當前世界光伏電池市場主導產品，并且近幾年不可能被其他產品取代。晶硅電池轉換效率相對高，價格便宜，性能相對穩定，市場上占有優勢。因此，各國企業科研機構，一方面仍大量投入研究晶硅提純技術、工藝，以提高電池轉換效率，提高自動化水平，減少能源、材料消耗，對生產中間的輔助材料循環再利用減少污染排放。另一方面研究切割技術，晶硅電池逐年減薄，減少材料的利用浪費，以降低產品成本，提高市場競爭力。
（二）、薄膜電池種類繁多，以碲化鎘、銅銦鎵硒、非晶硅為代表的薄膜電池，其轉換效率低于晶硅電池，但薄膜電池能源、材料消耗少，價格和晶硅電池相比優勢明顯。各國生產企業、科研機構都在積極改進薄膜電池的材料、工藝，待規模提高，性能穩定。非晶硅薄膜電池標準設備組件的推出和雙層、疊層鍍膜技術的日趨成熟，促使非晶硅薄膜電池市場迅速擴大，成為晶硅電池的主要競爭產品；碲化鎘電池方面，F i r s t s o l a r采用設備與技術一體化戰略，不對外轉讓設備和生產工藝，并且建立良好的產品回收機制，打消了社會對污染的顧慮。使得First solar2009年碲化鎘薄膜太陽能電池產量達到1.1G W，躍居成為全球第一大太陽能電池制造商；銅銦鎵硒薄膜電池實驗室最高轉換效率為19.9%，被稱為最有前景的薄膜電池技術，但是其復雜的多層結構和敏感的元素配比，工藝和設備尚未達到商業化運營的要求。
（三）、聚光光伏電池采用砷化鎵太陽電池和太陽能跟蹤系統，電池轉換效率達到40%，成本約3-4美元/Wp。該系統占地較大適合用于發電站，聚光電池技術結合光學、控制、機械等多種學科技術，研發投入較高。作為由實驗室走向工程化的新技術，產業鏈尚未形成，技術路線有待突破。
三、中國光伏產業發展存在的主要問題
3.1 主流晶硅電池路線的可持續性問題
（一）垂直整合的運營方式降低了內部各環節毛利率，不是解決中國光伏產業可持續發展的“良方”。中國光伏企業主要集中在晶硅電池制造領域，多晶硅50%依賴進口，工藝技術已經成熟，通過來料生產賺取“代工費”。中國技術、設備和晶硅電池成本不占優勢，為保住市場份額，擺脫原材料束縛，國內越來越多的光伏企業采用垂直整合的發展策略，希望借此協調上下游產業鏈結構，從而縮短完成整個產品生產的時間，減少物流費用以此提高利潤。江西賽維LDK、常州天合、蘇州CSI阿特斯通等企業紛紛踏入“多晶硅-電池-太陽能發電” 模式，但是韓華新能源C E O披露，選擇垂直一體化整合其實是不得已而為之。產業鏈垂直一體化整合后，總的毛利率挺好看，但內部各環節的毛利率實際上是降低了。
（二）高純硅提純是核心，但未達到國外先進技術水平，能耗高、成本高、污染嚴重。中國企業通過自主研發，以及與德國、美國、俄羅斯企業合作的方式逐步掌握了高純硅提純的基本技術，但是控制不穩定、自動化水平低，很多國內企業的綜合電耗大于200k w h/k g，生產成本約70美元/k g，而國外先進的企業生產成本僅為20-30美元/k g。國內企業有意減少必須的污染控制投入，以犧牲環境換取企業自身利潤。
（三）硅提純技術，鑄錠技術等方面的技術革新，中國尚未實現突破。中國企業通過國際合作的方式，逐漸獲得了晶硅電池生產新工藝，例如無錫尚德的“冥王星”技術、保定英利的硅漿料回收技術，國內光伏產業化水平不斷提高。
但是晶硅電池的核心技術領域，中國仍處于消化-吸收的階段，技術創新、突破仍存在較大差距，因此先進技術和設備革新方面未有亮眼的成績。在德國柏林舉辦的PHOTON第六屆光伏生產設備大會上，JAS o l a r已經研究出了在多晶硅鑄造爐里生產近似單晶硅的硅錠的方法，完成了合成錠由完全的單晶硅到多晶硅的構造轉變，使效率提高17.5%。資料顯示，美國企業開始研制新型的高純硅提純技術，在納米技術的基礎上研制多晶硅冶煉方法，在電耗和成本方面都比西門法有優勢。
（四）裝備短板是目前光伏產業發展的瓶頸，核心設備仍依賴進口。我國企業通過引進-消化-吸收的方式，單晶爐、清洗、制絨機、擴散爐、刻蝕機等技術壁壘較低的設備已實現國產化，并相繼在國內大生產線上替代了進口設備。但是技術壁壘較高的核心裝備，比如多晶硅鑄錠、多線切割機、全自動絲網印刷機、平板P E C V D仍然要依賴進口。國內的多晶硅鑄錠爐90%的市場被美國的GT公司占據。由于核心裝備依賴進口，中國光伏企業擴充產能實際上促進了國外設備商的利潤增長。Solarbuzz《2010年第四季度光伏設備報告》顯示，全球領先的光伏設備制造商營收增長率達到220%-360%，Applied Meterials，GT Solar與Meyer Buger營收超過5億美金，而產品主要銷往亞洲。
（五）外國企業的產業轉移使中國的成本優勢受到威脅。中國光伏企業的利潤多來自于低價的勞動力、土地、電價和融資支持，而非技術創新。F i r s tS o l a r、Q-c e l l s、美國長青太陽能公司分別在越南、馬來西亞和中國建立電池生產線，借此獲得優惠的勞動力、土地、電價，中國唯一的成本優勢也將失去。沒有核心技術支撐和技術學習能力的保障，成本優勢被國外企業不斷“蠶食”，中國光伏產業技術提升和產業化未能實現良性互動，下一步被淘汰的風險在逐漸增大。
3.2 新一代光伏技術的可持續性問題
從光伏新技術來看，中國薄膜電池設備基本依賴進口，聚光電池實行國外產品“拿來主義”，自主創新能力較弱，國際競爭力有限。
（一）有別于國外裝備自主化的原則，中國企業仍采取“來料加工”的方式，裝備短板成為國內薄膜電池的發展瓶頸。
從非晶硅薄膜電池領域看，該類型薄膜電池產業化程度較高，由于生產設備的核心真空技術開發是我國半導體領域的短板，非晶硅電池生產線基本都采用國外設備。國內30多家硅薄膜電池企業基本都采用美國Applied Meterial、日本Ulvac、歐洲Oerlikon等公司的生產線，而中國市場需求占歐瑞康全球太陽能業務的70%-80%。
在銅銦鎵硒薄膜電池領域里，中國技術仍處于實驗室研發階段。目前世界上掌握生產制造核心技術的企業都是采用自主研發技術，而且設備與技術一體化，大部分設備廠商只提供整個流程中某些工藝的解決方案。中國的銅銦鎵硒薄膜電池要實現商業化運營，必須與國內外設備工廠分別開發設備與工藝，未來的產業化道路面臨諸多困難。
在碲化鎘薄膜電池領域里，美國F i r s t S o l a r2009年產量突破1000M W，市場占有率高達10.2%，顯示了薄膜電池的競爭優勢。First Solar的發跡遵循著裝備自主化的原則，設備由企業自行設計并指定廠商制作，拒絕轉讓技術或出售生產線。而中國碲化鎘薄膜電池的研究才步入中試化階段，國外對中國企業實行嚴格的技術封鎖，我國須健全產業化前期的投資機制，并加強核心技術的自主研發能力。
（二）中國砷化鎵聚光電池進口依賴度高，自主研發能力不足。聚光電池被看作第三代光伏技術，由聚光組件、太陽跟蹤器、系統支架等組成，生產聚光電池片的M O C V D技術（金屬有機化學氣相沉積制備涂層），其設備類似L E D設備，在國外已有三十多年的研究歷史。Boeing、Amonix、夏普、PracticalInstruments等國外企業在市場逐漸嶄露頭角，國內三安光電、廣東新曜等企業也開始涉足聚光電池領域，但是國內尚無成熟的聚光光伏設備制造商，產品多靠進口，實行“拿來主義”。以國內唯一的上市聚光光伏產品公司三安光電為例，其產品組件全部進口，僅在國內拼裝。
薄膜電池和聚光電池等光伏新技術的后續發展不容忽視，全球液晶產業的發展歷史表明，盡管中國彩電產業取得了長足的進步，在液晶電視的沖擊下，彩電企業的技術創新能力處于再度落后、再次追趕的局面。中國必須健全產業化前期的投資機制，增強先進技術的研發持續性，提升核心技術的自主研發能力。
3.3 缺乏專業人才 掣肘光伏產業自主創新人才培養相對滯后，核心技術、關鍵設備未能完全獲得突破，我國光伏企業未擺脫低水平擴張特征。
調查結果顯示，90%的光伏企業該缺乏人才儲備。無錫尚德、保定英利、中電電氣等大型光伏企業發展的技術支撐主要靠海歸人才，人才總量不足，一些剛剛培養成熟的人才常被其它企業高薪挖走。
太陽能光伏產業是集合了固體物理學、材料學、材料工藝、機電工程和儀器設備開發等多學科和綜合性技術的系統工程，高技能人才的培養周期相對較長，不僅需要學校的培養，還需要在實際工作中積累大量的工作經驗和技能。目前，發達國家已建立了相對完善的技術研發機構，形成了比較完善的產業技術服務體系。目前國內在光伏人才培養上，基本上還停留在二流院校或職業技術學院層面，國內知名院校雖然在光伏領域有所研究，但均未開展系統化的教學，而現行教育體制重學歷教育、輕技能培訓是技術工人短缺的主要原因。
3.4 中國光伏產業不可持續的原因分析
造成中國光伏設備、材料以及薄膜電池先進技術統統受制于人的局面的原因有：一、技術人才發展滯后、成本優勢的流失制約了中國光伏產業的持續發展，科技進步是一個長期積累的過程，既需要高科技人才長期不懈的堅持，又需要大量的科技經費支持，不可一蹴而就。
二、社會上對高新技術自主創新與研發認知不足，研發投入較少，缺乏產業化前期投資機制，使具有核心技術研發能力的產業缺少資金保障。
過去幾十年間美國、日本、德國3個光伏強國在研發上的投入和與世界其他國家的比較，尤其是德國，歷年在研發上的投入幾乎相當于世界其他國家之和，包括美國和日本。2007年德國、美國和日本在光伏研究方面的資金投入分別為1.5億美元、1.5億美元和0.5億美元。而德國在光伏研究方面的投入長期維持在1-1.5億美元之間。正是這樣長期和大力度的支持，促進了這三個國家光伏技術的發展。
三、我國光伏研究持續性較差，在晶體硅電池、薄膜硅電池、C I G S電池和C d T e電池方面都出現過研究的低潮甚至中斷。國外著名的U N S W、E C N、fraunhofer、三洋、京瓷以及NREAL等，都具有很長時間的研究歷史和經驗沉淀，促進了研究水平的不斷升級。
四、國外技術封鎖，已投產的公司技術不擴散，拒絕轉讓技術或出售生產線，對于中國更為嚴格控制。目前向中國出售先進薄膜電池生產線的公司，往往并不掌握全套工藝技術，甚至是核心技術，借用他人資金研發新的電池生產技術，將風險轉嫁給投資企業。
五、發展光伏產業不能演變成“升級版”的G D P主義和高科技產業投資拉動的業績，重視規模和短期效益，輕視自主研發。中國光伏產能過剩和重復建設的癥結在于地方政府一味追求G D P和業績，沒有從全局的角度考慮光伏產業的發展。多個省市曾邀請英利去當地發展，并且提出了特別優厚的政策，例如土地免費，蓋好廠房，稅收優惠“五免三減半”等。既然擴充產能是“免費的午餐”，企業就是有利可圖的，在投資拉動的沖動下，重復建設在所難免。但是從國家的角度來看，像英利這樣的企業從河北搬到河南，充其量只是產業轉移，并沒有創造更多的價值，就造成了投資浪費，重復建設等諸多問題。