当前，光伏产业进入规模化发展的时期，中国乃至世界光伏产业都呈现迅速发展的状况。这几年，特别是中国光伏产业扩能势头不减，普遍担忧和关注的焦点是中国光伏产业如何健康可持续的发展下去。本文通过对国内外光伏产业发展的初浅分析，探讨国内光伏产业现存在的问题，以求得中国光伏产业可持续发展的共识。
一、国内外光伏产业发展情况
1.1 美国始终位于世界光伏技术的前列
美国是世界光伏技术和光伏产业的发源地，凭借着雄厚的真空技术和半导体技术研究基础始终位于世界光伏技术进步的前列，并涵盖了所有商业化光伏产品的类型。通过建立国家级研究中心、降低新技术研发的风险以及提高新技术在系统应用中的稳定性等，确保本国光伏技术的世界领先。
第一，“美国国家光伏发展计划”强调国家实验室、大学和光伏企业共同合作，促使光伏基础研究、应用研究和制造技术有机结合，建立光伏系统工程和市场应用的合作关系。国家实验室在技术发展早期发挥领导作用，当技术接近商业化阶段时为企业提供技术支持。光伏企业分担技术研发合同经费50％，将在科研成果基础上加强应用技术研究，促进新技术的商业化应用。
第二，美国是世界上生产光伏制造设备最多的国家，光伏产业年增长率保持在15%以上。重点转向了发展材料和相关设备等高科技含量的产业链上游，建立实验性质的工厂和生产线供其进行技术前沿的研究，把下游的产业转移到人工成本较低的发展中国家。
第三，美国注重先进技术的培养。通过出台国家光伏发展计划，加大薄膜电池的技术研发投入，率先实行薄膜光伏电站示范项目招标等产业政策，美国已涌现出First Solar、Globe Solar、USSC等高科技企业，在光伏薄膜领域申请了重要专利，加强了美国在该领域高端的垄断地位。
1.2 日本开发生产新工艺与启动国内光伏市场相结合
凭借在半导体方面的技术优势和强大经济实力，日本增加光伏产业链的集中度，控制高端产品市场。由于日本光伏市场较美国更加广阔，促使了本土企业从美国引进先进的光伏技术发展形成完整的产业链，积极开发光伏生产新工艺以提高太阳能电池板的性能，降低硅片厚度，提高产品的光电转化效率等，促进了日本光伏电池的产业的商业化进程。涌现出夏普、京瓷、三洋、三菱电器等一大批龙头企业，形成了完备的生产、销售和使用体系，使日本光伏发电市场稳步发展，成为世界光电系统大国。
第一，通过实施研发、示范研究促进光伏产业的发展。组织实施了高效太阳能电池和组件研发、大规模利用光伏系统的开发、光伏发电技术创新的调查、光伏发电技术研发计划等项目。促进新一代光伏系统的研发和大规模应用光伏系统技术研发。开展了工业光伏系统、各种新能源区域并网发电、大规模光伏发电系统并网稳定性以及国际合作等试点示范项目。
第二，启动光伏发电应用市场。日本支持光伏产业发展的基本思路是政府积极扶持，企业主动跟进，全民积极参与。1990年，日本修改电力公司法的相关技术规范与要求，积极支持光伏并网发电系统的推广和应用；自1994年起，居民安装光伏发电系统由政府提供补贴，所发电量政府以电网售电价格收购；2003年出台可再生能源配额制法，要求能源公司提供的能源总量中新能源和可再生能源要占有一定的份额。通过以上扶持政策，日本成为全球最重要的光伏市场。
第三，制定可再生能源发展战略，提供良好的政策环境。日本发展光伏产业之初就制定了《2030年光伏发展路线图》，明确指出日本的太阳能电池发展计划：第二代太阳能电池2020年发电成本达到14日元/千瓦时，转换率10-19%；2030年发电成本达到7日元/千瓦时，转换率15-22%；第三代太阳能电池2030年以后转换率超过40%。随着中长期性战略的实施开发研究，对强化日本光伏发电关联产业的竞争力产生重要影响。
1.3 德国颁布上网电价法 打造光伏产业集群
德国拥有世界上先进的光伏电池和设备制造产业，“德国制造”的太阳能系统零部件在可靠性和性能方面都享有很高的国际声誉。2009年德国光伏设备销售额达到20亿欧元，光伏逆变器占欧洲市场的85%以上。总之，高技术的专业工人、良好的运输系统、高品质性能的基础设施以及德国东部相对低的成本，成就了德国先进的光伏产业。
第一，德国政府通过太阳能屋顶计划和上网电价法的实施，着眼于促进光伏发电的应用，保障了投资者和生产者的利益。除了可再生能源上网电价，德国政府还为光伏产业提供税收优惠，包括20年折旧期内免征增值税。在发展初期，德国政府就着力在东德打造“太阳谷”，截至2008年联邦政府投资太阳谷花费12亿美元。例如入驻德国太阳谷的企业可获得50%的建设费用，较低的税收政策，对国外的光伏企业也一视同仁。
第二，熟练的劳动力和高品质的基础设施保障了德国光伏产业的发展。德国东部发达的微芯片和半导体产业为高素质技术工人提供了产业基础。很多大学研究光伏新技术并设置光伏等可再生能源的研究生课程。据统计，德国光伏企业中25%的工人持有大专以上文凭，50%的工人达到了熟练技术人员等级。先进的交通、通讯设施促进了光伏产业发展。1991年开始实施加强东西德联系的交通工程，为东德的光伏产业集群创造了双赢的局面，充分发挥东德成本优势，并有利于西德提供高质量性能的技术设施。德国还拥有8.7万英里光纤数字通讯网络，I S D N的密度是英美等国的5倍。高度发达的相关配套行业，尤其是半导体、光学、化学和玻璃行业为德国光伏产业的发展奠定了坚实的基础。相关产业的发展为德国光伏产业提供了大量的高素质工人，高品质的设备，便利的运输和I C T基础设施。
第三，有效的研发投入、高技术战略使德国成为光伏产业强国，研究机构、大学、光伏制造和设备提供商之间密切的合作促使新技术低成本应用到生产层面。政府每年把G D P的2.5%用于技术创新方面，2004-2007年共申请了250项光伏技术专利。在高技术战略的带动下，2006-2009年德国联邦政府在能源环境技术方面有效的配置了技术资源。集中公共资源和私营机构投资光伏技术研发，使德国成为世界上光伏研发机构最多的地区之一，约60家科研机构。2007年德国光伏产业研发投入1.76亿欧元，其中3.6亿欧元用于支持有机电池的突破性研究。
第四，产业联盟在合作和信息交流方面扮演重要的角色。E P I A的会员遍布整个光伏产业链，代表了全球80%的光伏企业利益，是全球最大的光伏产业联盟。德国能源机构和光伏政府协会发挥着企业和政府间的桥梁作用。
1.4 中国“光伏制造大国”的诞生
中国从1959年开始太阳能光伏技术的研究，航天产业的发展促进了中国光伏技术的进步，为光伏技术产业化发展奠定了坚实的基础。半导体行业几十年的发展，培养了大批的专业人才。改革开放和经济全球化为中国光伏企业引进先进生产设备、优秀的专业人才、吸收国外资金提供了国际化大舞台。国内光伏产业充分运用国内外资金、人才两大市场要素，凭借劳动力和土地成本较低的优势，从国外进口电池组件制造、封装设备，产品广销国际市场。中国光伏企业抓住了世界光伏市场增长的机会迅速扩能，规模上或超过世界各国。如表2-1所示，截止2009年底，中国光伏电池组件产量已经达到4000M W，11家光伏企业海外上市，13家企业国内上市。2009年全球前15家太阳能电池厂商中，中国企业占据6席，无锡尚德以705兆瓦的产量位于全球第四位，成为光伏制造大国。
在经济全球化的大背景下，中国光伏电池的生产制造与国内传统“代工”产业相吻合，通过来料生产，以低廉的的土地、电价、劳动力等资源优势取胜。例如，无锡尚德企业规模迅速发展，2008年电池产量约494M W，2009年产量达到705兆瓦，占国内电池总产量的17.6%。但是光伏产业，尤其是产业链上游属于技术密集型，技术门槛高，只有通过对技术和生产的持续投入，才能在国际市场中保持竞争优势。目前中国光伏产业市场、设备、材料三头在外，虽然在制造和产业化环节形成了规模优势，但尚未掌握产业链核心技术，没有实现更多的技术突破，国外企业的产业转移使中国的成本优势受到严重威胁，中国光伏产业长期发展缺乏有力支撑。
二、光伏产业的技术发展方向
目前世界光伏电池技术主要朝着三个方向发展：
(一)、晶硅电池仍是当前世界光伏电池市场主导产品，并且近几年不可能被其他产品取代。晶硅电池转换效率相对高，价格便宜，性能相对稳定，市场上占有优势。因此，各国企业科研机构，一方面仍大量投入研究晶硅提纯技术、工艺，以提高电池转换效率，提高自动化水平，减少能源、材料消耗，对生产中间的辅助材料循环再利用减少污染排放。另一方面研究切割技术，晶硅电池逐年减薄，减少材料的利用浪费，以降低产品成本，提高市场竞争力。
（二）、薄膜电池种类繁多，以碲化镉、铜铟镓硒、非晶硅为代表的薄膜电池，其转换效率低于晶硅电池，但薄膜电池能源、材料消耗少，价格和晶硅电池相比优势明显。各国生产企业、科研机构都在积极改进薄膜电池的材料、工艺，待规模提高，性能稳定。非晶硅薄膜电池标准设备组件的推出和双层、叠层镀膜技术的日趋成熟，促使非晶硅薄膜电池市场迅速扩大，成为晶硅电池的主要竞争产品；碲化镉电池方面，F i r s t s o l a r采用设备与技术一体化战略，不对外转让设备和生产工艺，并且建立良好的产品回收机制，打消了社会对污染的顾虑。使得First solar2009年碲化镉薄膜太阳能电池产量达到1.1G W，跃居成为全球第一大太阳能电池制造商；铜铟镓硒薄膜电池实验室最高转换效率为19.9%，被称为最有前景的薄膜电池技术，但是其复杂的多层结构和敏感的元素配比，工艺和设备尚未达到商业化运营的要求。
（三）、聚光光伏电池采用砷化镓太阳电池和太阳能跟踪系统，电池转换效率达到40%，成本约3-4美元/Wp。该系统占地较大适合用于发电站，聚光电池技术结合光学、控制、机械等多种学科技术，研发投入较高。作为由实验室走向工程化的新技术，产业链尚未形成，技术路线有待突破。
三、中国光伏产业发展存在的主要问题
3.1 主流晶硅电池路线的可持续性问题
（一）垂直整合的运营方式降低了内部各环节毛利率，不是解决中国光伏产业可持续发展的“良方”。中国光伏企业主要集中在晶硅电池制造领域，多晶硅50%依赖进口，工艺技术已经成熟，通过来料生产赚取“代工费”。中国技术、设备和晶硅电池成本不占优势，为保住市场份额，摆脱原材料束缚，国内越来越多的光伏企业采用垂直整合的发展策略，希望借此协调上下游产业链结构，从而缩短完成整个产品生产的时间，减少物流费用以此提高利润。江西赛维LDK、常州天合、苏州CSI阿特斯通等企业纷纷踏入“多晶硅-电池-太阳能发电” 模式，但是韩华新能源C E O披露，选择垂直一体化整合其实是不得已而为之。产业链垂直一体化整合后，总的毛利率挺好看，但内部各环节的毛利率实际上是降低了。
（二）高纯硅提纯是核心，但未达到国外先进技术水平，能耗高、成本高、污染严重。中国企业通过自主研发，以及与德国、美国、俄罗斯企业合作的方式逐步掌握了高纯硅提纯的基本技术，但是控制不稳定、自动化水平低，很多国内企业的综合电耗大于200k w h/k g，生产成本约70美元/k g，而国外先进的企业生产成本仅为20-30美元/k g。国内企业有意减少必须的污染控制投入，以牺牲环境换取企业自身利润。
（三）硅提纯技术，铸锭技术等方面的技术革新，中国尚未实现突破。中国企业通过国际合作的方式，逐渐获得了晶硅电池生产新工艺，例如无锡尚德的“冥王星”技术、保定英利的硅浆料回收技术，国内光伏产业化水平不断提高。
但是晶硅电池的核心技术领域，中国仍处于消化-吸收的阶段，技术创新、突破仍存在较大差距，因此先进技术和设备革新方面未有亮眼的成绩。在德国柏林举办的PHOTON第六届光伏生产设备大会上，JAS o l a r已经研究出了在多晶硅铸造炉里生产近似单晶硅的硅锭的方法，完成了合成锭由完全的单晶硅到多晶硅的构造转变，使效率提高17.5%。资料显示，美国企业开始研制新型的高纯硅提纯技术，在纳米技术的基础上研制多晶硅冶炼方法，在电耗和成本方面都比西门法有优势。
（四）装备短板是目前光伏产业发展的瓶颈，核心设备仍依赖进口。我国企业通过引进-消化-吸收的方式，单晶炉、清洗、制绒机、扩散炉、刻蚀机等技术壁垒较低的设备已实现国产化，并相继在国内大生产线上替代了进口设备。但是技术壁垒较高的核心装备，比如多晶硅铸锭、多线切割机、全自动丝网印刷机、平板P E C V D仍然要依赖进口。国内的多晶硅铸锭炉90%的市场被美国的GT公司占据。由于核心装备依赖进口，中国光伏企业扩充产能实际上促进了国外设备商的利润增长。Solarbuzz《2010年第四季度光伏设备报告》显示，全球领先的光伏设备制造商营收增长率达到220%-360%，Applied Meterials，GT Solar与Meyer Buger营收超过5亿美金，而产品主要销往亚洲。
（五）外国企业的产业转移使中国的成本优势受到威胁。中国光伏企业的利润多来自于低价的劳动力、土地、电价和融资支持，而非技术创新。F i r s tS o l a r、Q-c e l l s、美国长青太阳能公司分别在越南、马来西亚和中国建立电池生产线，借此获得优惠的劳动力、土地、电价，中国唯一的成本优势也将失去。没有核心技术支撑和技术学习能力的保障，成本优势被国外企业不断“蚕食”，中国光伏产业技术提升和产业化未能实现良性互动，下一步被淘汰的风险在逐渐增大。
3.2 新一代光伏技术的可持续性问题
从光伏新技术来看，中国薄膜电池设备基本依赖进口，聚光电池实行国外产品“拿来主义”，自主创新能力较弱，国际竞争力有限。
（一）有别于国外装备自主化的原则，中国企业仍采取“来料加工”的方式，装备短板成为国内薄膜电池的发展瓶颈。
从非晶硅薄膜电池领域看，该类型薄膜电池产业化程度较高，由于生产设备的核心真空技术开发是我国半导体领域的短板，非晶硅电池生产线基本都采用国外设备。国内30多家硅薄膜电池企业基本都采用美国Applied Meterial、日本Ulvac、欧洲Oerlikon等公司的生产线，而中国市场需求占欧瑞康全球太阳能业务的70%-80%。
在铜铟镓硒薄膜电池领域里，中国技术仍处于实验室研发阶段。目前世界上掌握生产制造核心技术的企业都是采用自主研发技术，而且设备与技术一体化，大部分设备厂商只提供整个流程中某些工艺的解决方案。中国的铜铟镓硒薄膜电池要实现商业化运营，必须与国内外设备工厂分别开发设备与工艺，未来的产业化道路面临诸多困难。
在碲化镉薄膜电池领域里，美国F i r s t S o l a r2009年产量突破1000M W，市场占有率高达10.2%，显示了薄膜电池的竞争优势。First Solar的发迹遵循着装备自主化的原则，设备由企业自行设计并指定厂商制作，拒绝转让技术或出售生产线。而中国碲化镉薄膜电池的研究才步入中试化阶段，国外对中国企业实行严格的技术封锁，我国须健全产业化前期的投资机制，并加强核心技术的自主研发能力。
（二）中国砷化镓聚光电池进口依赖度高，自主研发能力不足。聚光电池被看作第三代光伏技术，由聚光组件、太阳跟踪器、系统支架等组成，生产聚光电池片的M O C V D技术（金属有机化学气相沉积制备涂层），其设备类似L E D设备，在国外已有三十多年的研究历史。Boeing、Amonix、夏普、PracticalInstruments等国外企业在市场逐渐崭露头角，国内三安光电、广东新曜等企业也开始涉足聚光电池领域，但是国内尚无成熟的聚光光伏设备制造商，产品多靠进口，实行“拿来主义”。以国内唯一的上市聚光光伏产品公司三安光电为例，其产品组件全部进口，仅在国内拼装。
薄膜电池和聚光电池等光伏新技术的后续发展不容忽视，全球液晶产业的发展历史表明，尽管中国彩电产业取得了长足的进步，在液晶电视的冲击下，彩电企业的技术创新能力处于再度落后、再次追赶的局面。中国必须健全产业化前期的投资机制，增强先进技术的研发持续性，提升核心技术的自主研发能力。
3.3 缺乏专业人才 掣肘光伏产业自主创新人才培养相对滞后，核心技术、关键设备未能完全获得突破，我国光伏企业未摆脱低水平扩张特征。
调查结果显示，90%的光伏企业该缺乏人才储备。无锡尚德、保定英利、中电电气等大型光伏企业发展的技术支撑主要靠海归人才，人才总量不足，一些刚刚培养成熟的人才常被其它企业高薪挖走。
太阳能光伏产业是集合了固体物理学、材料学、材料工艺、机电工程和仪器设备开发等多学科和综合性技术的系统工程，高技能人才的培养周期相对较长，不仅需要学校的培养，还需要在实际工作中积累大量的工作经验和技能。目前，发达国家已建立了相对完善的技术研发机构，形成了比较完善的产业技术服务体系。目前国内在光伏人才培养上，基本上还停留在二流院校或职业技术学院层面，国内知名院校虽然在光伏领域有所研究，但均未开展系统化的教学，而现行教育体制重学历教育、轻技能培训是技术工人短缺的主要原因。
3.4 中国光伏产业不可持续的原因分析
造成中国光伏设备、材料以及薄膜电池先进技术统统受制于人的局面的原因有：一、技术人才发展滞后、成本优势的流失制约了中国光伏产业的持续发展，科技进步是一个长期积累的过程，既需要高科技人才长期不懈的坚持，又需要大量的科技经费支持，不可一蹴而就。
二、社会上对高新技术自主创新与研发认知不足，研发投入较少，缺乏产业化前期投资机制，使具有核心技术研发能力的产业缺少资金保障。
过去几十年间美国、日本、德国3个光伏强国在研发上的投入和与世界其他国家的比较，尤其是德国，历年在研发上的投入几乎相当于世界其他国家之和，包括美国和日本。2007年德国、美国和日本在光伏研究方面的资金投入分别为1.5亿美元、1.5亿美元和0.5亿美元。而德国在光伏研究方面的投入长期维持在1-1.5亿美元之间。正是这样长期和大力度的支持，促进了这三个国家光伏技术的发展。
三、我国光伏研究持续性较差，在晶体硅电池、薄膜硅电池、C I G S电池和C d T e电池方面都出现过研究的低潮甚至中断。国外著名的U N S W、E C N、fraunhofer、三洋、京瓷以及NREAL等，都具有很长时间的研究历史和经验沉淀，促进了研究水平的不断升级。
四、国外技术封锁，已投产的公司技术不扩散，拒绝转让技术或出售生产线，对于中国更为严格控制。目前向中国出售先进薄膜电池生产线的公司，往往并不掌握全套工艺技术，甚至是核心技术，借用他人资金研发新的电池生产技术，将风险转嫁给投资企业。
五、发展光伏产业不能演变成“升级版”的G D P主义和高科技产业投资拉动的业绩，重视规模和短期效益，轻视自主研发。中国光伏产能过剩和重复建设的症结在于地方政府一味追求G D P和业绩，没有从全局的角度考虑光伏产业的发展。多个省市曾邀请英利去当地发展，并且提出了特别优厚的政策，例如土地免费，盖好厂房，税收优惠“五免三减半”等。既然扩充产能是“免费的午餐”，企业就是有利可图的，在投资拉动的冲动下，重复建设在所难免。但是从国家的角度来看，像英利这样的企业从河北搬到河南，充其量只是产业转移，并没有创造更多的价值，就造成了投资浪费，重复建设等诸多问题。