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(shí)數(shù)在2200小時(shí)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(qū)。西藏、青海、新疆、甘肅、內(nèi)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(qū)的太陽輻射能量較大，尤其是青藏高原地區(qū)太陽能資源最為豐富。［1］目前，我國太陽能利用在建筑領(lǐng)域中技術(shù)最成熟、應(yīng)用范圍最廣、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的是家用太陽能熱水器(系統(tǒng))，其次是被動(dòng)式采暖太陽房，并在太陽能光伏技術(shù)和照明技術(shù)領(lǐng)域積累了一定的應(yīng)用數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。高校應(yīng)從自身功能和優(yōu)勢(shì)出發(fā)，積極參與研發(fā)太陽能光伏技術(shù)、并在建筑中綜合利用太陽能光伏技術(shù)，探索有效的太陽能光伏技術(shù)與建筑節(jié)能有機(jī)結(jié)合的載體與方式。

1光伏技術(shù)及我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1．1光伏技術(shù)

光伏是指光生伏特效應(yīng)(即光伏效應(yīng))，是光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。太陽能光伏技術(shù)即太陽能發(fā)電技術(shù)，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(chǎn)生電能，使太陽電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)能(即發(fā)電)，并通過充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，將由光能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在蓄電池里。到需要用電時(shí)，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(zhuǎn)換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進(jìn)行供電。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)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(shè)備組成。因太陽能電池板本身只具有發(fā)電功能而不能儲(chǔ)存電能，且發(fā)出的是直流電，逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備。因此，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的利用形式一般可以分為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)兩大類別。利用太陽能光伏技術(shù)發(fā)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(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。當(dāng)前，太陽能光伏技術(shù)的突出難題是成本收益問題。人類一旦在光伏發(fā)電技術(shù)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重大突破，光伏產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)井噴式發(fā)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(yīng)對(duì)氣候變化的重要途徑。

1．2我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

光伏產(chǎn)業(yè)是利用太陽能的光伏轉(zhuǎn)換，使太陽光射到硅材料上產(chǎn)生電流直接發(fā)電，形成以硅材料應(yīng)用開發(fā)為中心的產(chǎn)業(yè)鏈條。一般來說，晶體硅太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈主要包括原料硅生產(chǎn)、硅碇和硅片生產(chǎn)、太陽能電池制造、光伏發(fā)電系統(tǒng)以及技術(shù)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(yīng)用在東方紅2號(hào)衛(wèi)星上，1973年在地面應(yīng)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(yīng)用范圍仍然有限。新世紀(jì)以來，在全球光伏應(yīng)用市場(chǎng)強(qiáng)力啟動(dòng)及國內(nèi)政策大力推動(dòng)的背景下，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，呈現(xiàn)出高增長態(tài)勢(shì)，表現(xiàn)出“中間獨(dú)大、兩頭在外”的顯著特征，即企業(yè)大多集中在利潤較小、技術(shù)含量較低的光伏電池制造環(huán)節(jié)，企業(yè)制造光伏電池所需的高純硅原材料對(duì)進(jìn)口的依賴程度較大，且生產(chǎn)制造出的光伏電池則對(duì)出口的依存度高。上述特征具體表現(xiàn)在四個(gè)方面:

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

二是光伏產(chǎn)業(yè)鏈主要處于低端。與其它產(chǎn)業(yè)相比，光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的毛利潤從上到下呈現(xiàn)“倒金字塔”結(jié)構(gòu)，其價(jià)值形態(tài)呈現(xiàn)出從左上到右下傾斜的形狀，與一般產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出兩頭高、中間低的“微笑曲線”形狀不同。目前，從我國光伏產(chǎn)業(yè)鏈各生產(chǎn)環(huán)節(jié)分布的企業(yè)數(shù)量看，光伏企業(yè)主要集中在毛利潤較低的電池制造、組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其光伏產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值不到30%，而毛利潤較高的環(huán)節(jié)被美、日、德等掌握硅材料提純技術(shù)的國家獲得，其光伏產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值超過70%。

三是光伏產(chǎn)品應(yīng)用不廣。受光伏發(fā)電上網(wǎng)成本較高、光伏發(fā)電自身技術(shù)局限性較大、相關(guān)政策支持體系不夠完善等因素的影響，我國國內(nèi)生產(chǎn)的太陽能電池及組件等光伏產(chǎn)品主要銷往海外市場(chǎng)，2011年的光伏產(chǎn)品出口比例達(dá)95%，是典型的“制造大國、應(yīng)用小國”。這不僅使光伏產(chǎn)品過分依賴于海外市場(chǎng)的出口，導(dǎo)致光伏產(chǎn)品國內(nèi)外市場(chǎng)不平衡問題的出現(xiàn)，也對(duì)光伏產(chǎn)品的對(duì)外貿(mào)易產(chǎn)生不利影響。

四是光伏電池生產(chǎn)原材料依賴進(jìn)口。太陽能晶硅制造處在光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游，技術(shù)門檻較高、投資規(guī)模較大，技術(shù)被國際市場(chǎng)壟斷。長期以來，美、日、德三國的7個(gè)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(chǎn)的企業(yè)較少。國內(nèi)企業(yè)與世界先進(jìn)水平相比，存在生產(chǎn)工藝落后、能耗較高、規(guī)模效益較低、污染較大的問題，生產(chǎn)能力不足，難以滿足國內(nèi)光伏企業(yè)對(duì)硅原料增加的需求。因此，我國光伏電池生產(chǎn)所需的原材料基本上依賴進(jìn)口。［3］

2高校研發(fā)應(yīng)用太陽能光伏技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

一是高校具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。高校在激發(fā)創(chuàng)新思維、開展多學(xué)科綜合交叉研究等方面的優(yōu)勢(shì)明顯，擁有源源不斷的創(chuàng)新人才和廣泛的國際合作與交流的渠道，既是國家培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的基地，開展原始創(chuàng)新的主要場(chǎng)所，也是我國基礎(chǔ)研究和高技術(shù)領(lǐng)域原始創(chuàng)新的主力軍，解決國民經(jīng)濟(jì)重大科技問題、實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和成果轉(zhuǎn)化的生力軍。數(shù)據(jù)顯示，全國高校從事科技活動(dòng)的人數(shù)為36．1萬人，兩院院士41%來自高校;依托高校建設(shè)的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室138個(gè)，占62．7%，國家工程(技術(shù))中心113個(gè)，占34．6%。［4］由于太陽能光伏技術(shù)的研究開發(fā)需要多個(gè)學(xué)科的相互配合，而高校本身就具備開展多個(gè)學(xué)科綜合交叉研究的優(yōu)勢(shì)，兩者能有機(jī)結(jié)合、有效融合，能為太陽能光伏技術(shù)的研發(fā)提供必不可少的技術(shù)和人才支撐。