二、落地：探索应用

（20世纪70年代~80年代）

5.从世界到中国

在全球范围内出现的开发利用太阳能的热潮，对我国能源产业发展也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身开发利用太阳能的事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶，在城市研制开发太阳能热水器，空间用的太阳电池开始在地面应用……

1973年，光伏作为天津港的航标灯电源，开始实现了国内的地面应用。1975年7月,国家计委和科学院在河南安阳召开全国太阳能利用经验交流会。这次会议之后，太阳能研究和推广工作被纳入计划，获得了专项经费和物资支持。也就是在这一年，宁波、开封先后成立太阳电池厂，电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺，太阳能电池的应用开始从空间“降落”到地面。上世纪70年代末，我国开展了砷化镓太阳能电池的研究工作。

在这个时期，和发达国家的光伏行业发展水平相比，中国的光伏行业还非常不成熟。1983年，全国总产量只有5兆瓦。这一年，甘肃省自然能源研究所在距离兰州市40公里左右的榆中地区建设了10千瓦民用光伏电站。据了解，这座电站的太阳能单晶电池板由日本京瓷制造，由于基础设施不完善，电池板分布在各家各户，只能够满足所在乡村36户居民每家2个日光灯的用电需求。如今，这座保存在研究所基地的中国最老光伏电站，已经经历了30多年损毁和风吹雨打，功率仍能保持在7千瓦左右，而其样貌，也已经重建成了人们所熟知的小型屋顶光伏电站。

在“六五”期间，我国政府开始把研究太阳能和可再生能源列入国家科技攻关计划，先后从美国、加拿大等国引进了7条太阳能电池生产线，在宁波、开封、昆明、秦皇岛等地建设了单晶硅太阳电池的主要设备或者整条生产线，在哈尔滨、深圳建设了非晶硅太阳电池生产线，使我国太阳能电池的生产能力从以前的200千瓦跃升至1988年的4.5兆瓦，价格也从“七五”初期的80元/瓦减半。4.5兆瓦的总生产能力中，包括单晶硅电池2.5兆瓦，非晶硅电池2兆瓦，工业组件的转效率为单晶硅电池11%~13%，非晶硅电池5%~6%。但是由于财力所限,市场开拓十分艰难，几年来太阳电池生产开工率严重不足，大约只有生产能力的十分之一（我国太阳能产量见下表）。1986年，国家计委在农村能源“1986-1990第七个五年计划”中列出了《太阳电池》专题，全国有6所大学和6个研究所开始进行晶体硅电池的研究。1988年，中国第一台聚光光伏电站被成功研制。

在这一时期，从研究水平上看, 虽然我国高效电池、化合物电池，以及非晶硅电池的实验室水平与国外相差不大，但在向生产力转化方面却差得很多。在一些新型太阳电池，如球状电池、CIS电池、多晶薄膜电池等方面，国内几乎还是空白。应用方面，我国太阳电池主要用于通讯系统和边远地区，很多应用领域，如光伏水泵、民用电器等都有待开拓；而对于远期市场，如光伏发电并网系统、电瓶车充电系统以及海水淡化系统等的开发和示范，甚至还没有列入日程。总之，我国在光伏发电的研究、开发、生产、应用等方面都与发达国家有很大的差距，也存在不少问题。光伏发电属于系统工程，涉及到不同的工业领域，太阳电池的原材料硅属冶金行业；封装材料，如低铁钢化玻璃、EVA、银、铝浆等属化工行业；配套用蓄电池属蓄电池行业；光伏电站和光伏水泵用逆变器属电力电子行业；电站控制系统、专用仪器设备以及设计软件属于电子及计算机行业；高效节能负载如灯具、冰箱、电视等又属于民用电器——真正质优价廉的光伏产品取决于整个国家的工业基础和水平。

此外，光伏所需的多晶硅行业在国内的发展并不顺利。自上世纪60年代实现工业化生产，上世纪70年代一度盲目发展，厂家多达20余家。这些厂家采用的都是传统的西门子法，技术水平低、生产规模小、各种消耗指标高、产品质量不稳定、环境污染严重，加之生产成本逐年增加，多数到后期难以维持，到1996年仅剩4家，即峨嵋半导体材料厂（所）、洛阳单晶硅厂、天元化工厂和棱光实业厂。

1984年，云南半导体器件厂从美国、加拿大引进了一条具有当时先进水平的单晶硅太阳电池生产线，并于1990年实现批量生产，平均光电转换率达到12%。1986年，为摆脱多晶硅制约我国电子工业和信息产业发展的困境，也为从根本上解决多晶硅生产技术陈旧、规模小、能耗物耗高、质量低下、污染严重的问题，原中国有色金属工业总公司和有关部门决定实行“两条腿”走路的方法，在积极引进国外多晶硅生产技术的同时，自行研究开发多晶硅生产技术，组织原北京有色冶金设计研究院（现中国恩菲工程技术有限公司）和峨嵋半导体材料厂（所）共同开发多晶硅生产新技术。为了从根本上解决多晶硅生产中物耗、能耗、成本高，污染严重及难实现规模生产的问题，研究开发了导热油循环冷却技术、大型节能还原炉、四氯化硅氢化和还原干法回收等4项关键技术。1987年，突破了导热油循环冷却技术，为开发大型节能还原炉创造了条件。随后，直径100毫米的6对棒还原炉投产，并制造出多晶硅产品，使多晶硅产品的能耗大幅降低，多晶硅还原生产中80%~90%热能得到回收。同时，四氯化硅氢化工业性试验取得成功。1989年，峨嵋半导体材料厂（所）开展了导热油循环冷却技术与大型节能还原炉配套的试验，采用导热油循环冷却还原炉，多晶硅还原炉直接电耗由水冷却时的500千瓦时/千克硅降低到280千瓦时/千克~300千瓦时/千克硅，多晶硅还原生产中的80%~90%热能得到利用。