眾所周知，太陽能是一種無污染的能源，也是人類可利用的最豐富的能源之一。我國的太陽能資源豐富，全國三分之二的國土面積年日照小時數在2200小時以上，年太陽輻射總量大于每平方米5000兆焦，屬于太陽能利用條件較好的地區。西藏、青海、新疆、甘肅、內蒙古、山西、陜西、河北、山東、遼寧、吉林、云南、廣東、福建、海南等地區的太陽輻射能量較大，尤其是青藏高原地區太陽能資源最為豐富。［1］目前，我國太陽能利用在建筑領域中技術最成熟、應用范圍最廣、產業化發展最快的是家用太陽能熱水器(系統)，其次是被動式采暖太陽房，并在太陽能光伏技術和照明技術領域積累了一定的應用數據和經驗。高校應從自身功能和優勢出發，積極參與研發太陽能光伏技術、并在建筑中綜合利用太陽能光伏技術，探索有效的太陽能光伏技術與建筑節能有機結合的載體與方式。

1光伏技術及我國光伏產業發展現狀

1．1光伏技術

光伏是指光生伏特效應(即光伏效應)，是光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位之間產生電位差的現象。太陽能光伏技術即太陽能發電技術，其基本工作原理為:太陽能電池板在光照條件下接收太陽光并產生電能，使太陽電池組件產生一定的電動勢能(即發電)，并通過充放電控制器對蓄電池進行充電，將由光能轉換產生的電能儲存在蓄電池里。到需要用電時，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過逆變器的作用，將直流電轉換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進行供電。太陽能光伏發電系統一般由太陽能電池板、蓄電池組、充放電控制器、逆變器、交流配電柜等設備組成。因太陽能電池板本身只具有發電功能而不能儲存電能，且發出的是直流電，逆變器是將直流電轉換為交流電的設備。因此，太陽能光伏發電系統的利用形式一般可以分為并網光伏發電系統和離網光伏發電系統兩大類別。利用太陽能光伏技術發出的電能是典型的安全、清潔能源，不受資源分布地域的限制，使用范圍廣泛，且建設周期短，獲取能源花費的時間短。當前，太陽能光伏技術的突出難題是成本收益問題。人類一旦在光伏發電技術上進一步實現重大突破，光伏產業將實現井噴式發展，而光電也將成為火電的有效替代品，能夠有效解決能源短缺問題，也是應對氣候變化的重要途徑。

1．2我國光伏產業發展現狀

光伏產業是利用太陽能的光伏轉換，使太陽光射到硅材料上產生電流直接發電，形成以硅材料應用開發為中心的產業鏈條。一般來說，晶體硅太陽能光伏發電產業鏈主要包括原料硅生產、硅碇和硅片生產、太陽能電池制造、光伏發電系統以及技術研究等。我國自1958年開始研究太陽能電池，1971年首次將光伏電池應用在東方紅2號衛星上，1973年在地面應用太陽能電池，但直到2000年，因太陽能電池的成本高等因素，地面應用范圍仍然有限。新世紀以來，在全球光伏應用市場強力啟動及國內政策大力推動的背景下，我國光伏產業發展迅猛，呈現出高增長態勢，表現出“中間獨大、兩頭在外”的顯著特征，即企業大多集中在利潤較小、技術含量較低的光伏電池制造環節，企業制造光伏電池所需的高純硅原材料對進口的依賴程度較大，且生產制造出的光伏電池則對出口的依存度高。上述特征具體表現在四個方面:

一是光伏電池產量已超全球總產量的50%。隨著常規能源短缺、生態環境惡化、全球氣候變暖等問題的出現，各國政府非常重視和支持發展可再生能源特別是光伏產業，我國也不例外。2005年以來，我國太陽能電池產量年均增長率高達126%，2007年增長率更是達到218．9%，光伏電池產量躍居世界第一，遠高出同期世界平均增長47%的水平。2009年，我國多晶硅產量超過兩萬噸，太陽能電池產量超過了4000兆瓦。2010年，我國光伏電池產量已超過全球總產量的50%，并在光伏產業上形成了主要以硅材料、電池組件、光伏系統應用等較為完整的產業鏈。［2］

二是光伏產業鏈主要處于低端。與其它產業相比，光伏產業鏈各環節的毛利潤從上到下呈現“倒金字塔”結構，其價值形態呈現出從左上到右下傾斜的形狀，與一般產業呈現出兩頭高、中間低的“微笑曲線”形狀不同。目前，從我國光伏產業鏈各生產環節分布的企業數量看，光伏企業主要集中在毛利潤較低的電池制造、組件生產環節，其光伏產業鏈價值不到30%，而毛利潤較高的環節被美、日、德等掌握硅材料提純技術的國家獲得，其光伏產業鏈價值超過70%。

三是光伏產品應用不廣。受光伏發電上網成本較高、光伏發電自身技術局限性較大、相關政策支持體系不夠完善等因素的影響，我國國內生產的太陽能電池及組件等光伏產品主要銷往海外市場，2011年的光伏產品出口比例達95%，是典型的“制造大國、應用小國”。這不僅使光伏產品過分依賴于海外市場的出口，導致光伏產品國內外市場不平衡問題的出現，也對光伏產品的對外貿易產生不利影響。

四是光伏電池生產原材料依賴進口。太陽能晶硅制造處在光伏產業鏈的上游，技術門檻較高、投資規模較大，技術被國際市場壟斷。長期以來，美、日、德三國的7個公司的10家工廠集中了超純硅材料的制造，從事高純度硅原材料生產的企業較少。國內企業與世界先進水平相比，存在生產工藝落后、能耗較高、規模效益較低、污染較大的問題，生產能力不足，難以滿足國內光伏企業對硅原料增加的需求。因此，我國光伏電池生產所需的原材料基本上依賴進口。［3］

2高校研發應用太陽能光伏技術的優勢

一是高校具有較強的創新能力。高校在激發創新思維、開展多學科綜合交叉研究等方面的優勢明顯，擁有源源不斷的創新人才和廣泛的國際合作與交流的渠道，既是國家培養拔尖創新人才的基地，開展原始創新的主要場所，也是我國基礎研究和高技術領域原始創新的主力軍，解決國民經濟重大科技問題、實現技術轉移和成果轉化的生力軍。數據顯示，全國高校從事科技活動的人數為36．1萬人，兩院院士41%來自高校;依托高校建設的國家重點實驗室138個，占62．7%，國家工程(技術)中心113個，占34．6%。［4］由于太陽能光伏技術的研究開發需要多個學科的相互配合，而高校本身就具備開展多個學科綜合交叉研究的優勢，兩者能有機結合、有效融合，能為太陽能光伏技術的研發提供必不可少的技術和人才支撐。