為進一步貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》，加快推動能源技術產業創新發展，2012年3月27日，中華人民共和國科學技術部以國科發計〔2012〕198號印發《太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃》。《規劃》分形勢—挑戰與機遇、指導思想與目標、重點方向、重點任務、保障措施5部分。
基本介紹
- 中文名：太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃
- 發布者：中華人民共和國科學技術部
- 時間：2012年3月27日
- 性質：國家計畫
中華人民共和國科學技術部通知,形勢——挑戰與機遇,國際形勢,國內形勢,問題和需求,指導思想與目標,指導思想,基本原則,規劃目標,重點方向,材料方向,器件方向,系統方向,裝備方向,重點任務,重點任務,任務分解,從基礎到產業化的全鏈條規劃,保障措施,
中華人民共和國科學技術部通知
中華人民共和國科學技術部關於印發太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃的通知
國科發計〔2012〕198號
為進一步貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》，加快推動能源技術產業創新發展，我部組織編制了《太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃》。現印發給你們，請結合本地區、本行業實際情況，做好落實工作。
特此通知。
附屬檔案：太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃
中華人民共和國科學技術部
二〇一二年三月二十七日
太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃
形勢——挑戰與機遇
國際形勢
到2010年，世界光伏累計裝機容量已接近40GW，近十年平均年增長45%，成為發展速度最快的產業之一。光伏電池生產主要集中在中國、日本、德國、美國等國家，德國、西班牙等國為主要套用市場。晶體矽太陽電池市場份額超過85%，其商業化最高效率已經達到22%，技術向著高效率和薄片化發展，未來10-20年內仍將是市場主流；薄膜太陽電池市場份額約占15%，銅銦鎵硒薄膜電池商業化最高效率達到13.6%，技術向著高效率、穩定和長壽命的方向發展。得益於產業發展和技術進步，光伏發電成本將持續下降，2015年光伏電價有望降至0.15美元/kWh。
太陽能熱發電近年在歐美地區快速發展。截至2011年4月，全球太陽能熱發電累計裝機容量為1.26GW，在建的太陽能熱發電站超過2.24GW，年平均效率超過12%。面向承擔基礎電力負荷的“大容量—高參數—長周期儲熱”是國際太陽能熱發電的技術發展趨勢。目前，太陽能熱發電成本價格在0.2歐元/kWh，到2020年有望降低到0.05歐元/kWh。
在太陽能建築供能方面，面向區域性建築供暖是太陽能低溫熱利用的重要發展方向。目前全球已陸續建成面積萬平方米級以上跨季節儲能的區域性太陽能建築供熱系統12座。年太陽能保證率超過50%，萬立方米規模化儲能系統單位建設成本降低到50歐元/m3。
在太陽能中溫技術與工業節能套用方面，目前全球已陸續建立了百餘個太陽能熱利用工業領域套用工程，涵蓋了11個工業領域，套用和示範的太陽能空調項目超過300個。
國內形勢
我國政府長期以來對太陽能開發利用給予高度重視，近年來太陽能技術、產業和套用取得了全面進步。
2010年，多晶矽實際產量45000噸，自給率從2007年的10%提高到2010年的50%；自2002年以來，我國太陽電池產量均以100%以上的年增長率快速發展，2010年產量 8.7GW，占到世界總產量的50%，連續四年產量世界第一，商業化晶體矽太陽電池光電轉換效率已接近19%，矽基薄膜電池商業化最高效率達到8%以上,生產設備也已經從過去的全部引進到現在70%的國產化率。2009年，我國政府開始實施“金太陽示範工程”，通過光伏產品的規模化套用帶動國內太陽能發電的商業化進程和技術進步。2010年國內新增光伏裝機500MW，累計裝機達到800MW，500kW級光伏併網逆變器等關鍵設備實現國產化，併網光伏系統開始商業化推廣，光伏微網技術開發與國際基本同步。
我國太陽能熱發電技術研究起步較晚，目前仍無在運行太陽能熱發電站。“八五”以來，科技部就關鍵部件在技術研發方面給予了持續支持，“十一五”期間啟動了1MW塔式太陽能熱發電技術研究及系統示範。目前，大規模發電技術已有所突破，部分關鍵器件已產業化。
在太陽能建築供能方面，我國的被動太陽能建築技術已經基本發展成熟。但在區域太陽能建築供暖技術和套用領域仍為空白。目前在區域太陽能建築集中供暖的核心技術跨季節儲能方面只有小規模的研發，還沒有大系統的設計、建設和運行經驗。
在太陽能中溫技術與工業節能套用方面，我國的太陽能熱利用技術在工業領域的套用還幾乎是空白。目前僅有幾例套用，太陽能空調套用示範項目約50個，缺少大系統的設計、建設和運行經驗。
問題和需求
要實現太陽能從補充能源到主要能源，必須大幅度降低成本，為此需要依靠技術進步和大規模的推廣套用。目前我國太陽能產業和市場的問題及需求如下：
1、太陽能矽材料及關鍵配套材料
我國具有自主智慧財產權的規模化多晶矽生產工藝研發及裝備製造仍處於起步階段，在生產成本、產品質量、綜合利用等方面與國際先進水平仍存在明顯差距。
我國太陽電池關鍵配套材料產業的發展也相對落後，一些關鍵配套材料，如銀漿、銀鋁漿材料、TPT背板材料、EVA封裝材料等還大量依賴進口，必須加快技術研發，提高質量，實現關鍵配套材料的國產化，進一步降低太陽電池生產成本。
2、太陽電池
晶體矽高效電池方面，國際已開發國家商業化效率已達20%以上，我國仍處於空白狀態；薄膜電池方面，非晶矽/微晶矽疊層電池和國際上有差距，國際上已經產業化的碲化鎘薄膜和銅銦鎵硒薄膜電池，在我國還沒有商業化生產線；新型電池仍然沒有掌握國際上已經產業化的薄膜矽/晶體矽異質結電池、高倍聚光電池、柔性電池的中試和生產技術，染料敏化電池也需要向實用產品發展。在全光譜電池、黑矽電池等前沿技術研究方面，也與國際水平存在一定差距。
3、生產裝備
晶體矽電池部分關鍵生產設備性能與國際先進水平存在相當差距，成套生產線自動化程度低；薄膜電池的關鍵設備和生產線主要依靠進口。缺乏國產化整線集成解決方案。
4、光伏系統
在大型併網光伏電站、光伏微網、區域建築光伏系統及光伏直流併網系統等光伏大規模利用的設計集成、關鍵設備、功率預測和併網技術方面與國外先進技術水平有一定差距，綜合利用方面還缺少經驗。
5、太陽能光熱利用
我國目前還沒有商業化運營的太陽能熱發電站，缺乏系統設計能力和集成技術，高溫聚光、吸熱和儲熱技術不成熟。區域太陽能建築供暖技術、太陽能中溫技術與工業節能套用在我國仍為空白。
6、測試及平台
我國在標準電池計量、電池、組件測試等方面需要進一步完善，系統模擬和測試技術能力剛剛起步，大型逆變器的研究測試和室外實證性的研究測試示範基地仍然處於空白。
指導思想與目標
指導思想
總體按照“一個目標，二項突破，三類技術、四大方向”的指導思想。一個目標：實現太陽能大規模利用，發電成本可與常規能源競爭;二項突破：突破規模化生產和規模化套用技術；三類技術：全面布局開展晶體矽電池、薄膜電池及新型電池技術研發；四大方向：全面部署材料、器件、系統和裝備科技攻關。
基本原則
（1）堅持以降低終端發電成本為中心
針對產業發展瓶頸技術，部署關鍵技術研發、核心工藝設計和重大裝備研製，實現發電成本的持續下降。
（2）堅持技術創新與示範工程相結合
以金太陽示範工程等為牽引，實現以典型示範工程帶動前沿關鍵技術突破、以產品推廣套用拉動光伏全產業鏈快速健康發展。
（3）堅持面向全產業鏈布局攻關
以材料、電池、系統及裝備為經線的太陽能全產業鏈布局；以晶矽、薄膜和新型電池為緯線的三類太陽電池技術統籌布局。按照研發、示範和推廣套用三個層次循序推進。
（4）堅持多層次技術研發和產業服務體系並舉
建立包括產業聯盟、平台基地、人才機制、標準規範和政策法規的可持續發展支撐體系。
規劃目標
“十二五”期間，實現光伏技術的全面突破，促進太陽能發電的規模化套用，晶矽電池效率20%以上，矽基薄膜電池效率10%以上，碲化鎘、銅銦鎵硒薄膜電池實現商業化套用，裝機成本1.2~1.3萬元/kW，初步實現用戶側併網光伏系統平價上網，公用電網側併網光伏系統上網電價低於0.8元/kWh，基本掌握多種光伏微網系統關鍵部件及設計集成技術，實現示範套用。太陽能熱發電具備建立100MW級太陽能熱發電站的設計能力和成套裝備供應能力，無儲熱電站裝機成本1.6萬元/kW；帶8小時儲熱電站裝機成本2.2萬元/kW，上網電價低於0.9元/kWh。突破太陽能中溫熱能在工業節能中的套用技術和太陽能建築採暖的長周期儲熱技術，並示範套用。初步建立太陽能發電國家標準體系和技術產品檢測平台，形成我國完整的太陽能技術研發、裝備製造、系統集成、工程建設、運行維護等產業鏈技術服務體系。
關鍵指標如下：
（1）實現多晶矽材料生產成本降低30%，配套材料國產化率達到50%；
（2）晶體矽太陽電池整線成套裝備國產化，具備自主智慧財產權的晶矽整線集成“交鑰匙”工程能力；
（3）單晶矽電池產業化平均效率突破20%，擁有自主智慧財產權的非晶矽薄膜電池產業化平均效率突破10%；
（4）突破100MW級併網光伏電站、100MW級城鎮多點接入生態居住小區光伏系統技術、10MW級光伏微網系統與10MW級區域建築光伏系統關鍵技術及設備；
（5）突破100MW級太陽能熱發電關鍵技術及裝備並建立核心產品生產線、測試平台和示範系統；通過系統集成掌握電站設計、最佳化和運行技術。
（6）突破區域建築跨季儲熱供暖技術及設備；
（7）完善太陽能中溫熱利用技術，並建立工業套用示範；
（8）突破太陽能分散式發電技術；
（9）建成太陽能利用實證性研究示範基地。
（10）在光伏直流併網發電、太陽能熱與化石燃料互補發電等創新性研究方面取得進展。
重點方向
材料方向
在光伏產業鏈上，矽材料主要涉及太陽電池用的多晶矽提純和下游的矽片、單晶和多晶鑄錠。發展高效節能低成本多晶矽材料的清潔生產技術和太陽電池關鍵配套材料製備技術，將有利於降低光伏電池生產成本和實現矽材料生產的環境友好。相關內容包括：改良西門子法、矽烷法、物理、化學冶金法多晶矽材料生產技術，太陽電池用銀漿、銀鋁漿、TPT背板材料、EVA封裝材料、薄膜電池用TCO玻璃基板等關鍵配套材料製備技術等。
器件方向
太陽能發電效率的提高和生產成本的降低將直接影響發電成本。晶體矽電池正朝著高效率、薄片化和低成本三個方向進行改進；低能耗、低成本的薄膜太陽電池技術正朝著高效率、穩定和長壽命的方向努力。相關內容包括：效率20%以上低成本超薄晶體矽電池產業化製造技術，效率10%以上薄膜電池產業化製造技術，高倍率聚光電池及發電關鍵技術，柔性襯底矽基薄膜太陽電池中試製造技術，非真空電沉積柔性CIGS薄膜太陽電池中試製造技術，量子點電池、熱光伏電池、矽球電池、多晶矽薄膜電池、有機電池等新型太陽電池的前沿製備技術, 高溫直通式真空管及槽式聚光集熱實驗平台等。
系統方向
突破光伏規模化利用的成套關鍵技術與裝備，建成多種形式的光伏發電示範工程，能夠有效推動光伏發電技術在我國的大規模套用；開展太陽能熱利用關鍵裝備和系統集成科技攻關，依託規模化示範工程建設，能夠推動太陽能熱利用技術與產業發展。相關內容包括：100MW級大型併網光伏電站系統及設備技術，100MW級城鎮多點接入生態居住小區光伏系統技術，10MW級光伏微網系統及設備技術，區域性高密度光伏建築併網系統及設備技術，10MW級次高參數太陽能熱發電技術，矽基高可靠光伏建築一體化關鍵技術、大型多能互補光伏併網系統技術、光伏直流併網發電技術、分散式太陽能熱發電技術，太陽能儲熱技術，太陽能中溫熱在工業節能中的套用技術等。
裝備方向
太陽能光伏生產設備是貫穿整個產業鏈的基礎，目前亟需突破產業鏈部分環節核心設備的瓶頸，提升其關鍵生產設備的性能和成套生產線的自動化程度。相關內容包括：晶體矽太陽電池整線成套裝備集成技術，效率10%以上年產能40MW矽基薄膜太陽電池製造技術，效率10%以上年產能30MW碲化鎘薄膜太陽電池製造技術，效率8%以上年產能5MW染料敏化太陽電池製造技術，薄膜矽/晶體矽異質結電池中試製造技術，矽基高可靠BIPV系列組件製造裝備技術等。
重點任務
重點任務
（1）掌握太陽能材料、器件、系統核心技術和工業生產線的關鍵工藝及裝備；
（2）突破太陽能發電系統規模化利用的關鍵技術及裝備；
（3）建設國家重點實驗室、工程中心和產業化基地；
（4）完善太陽能產品及系統的檢測技術和認證標準；
（5）集成示範太陽能開發利用的新技術、新設備。
任務分解
“十二五”期間，根據四個研究方向和五項重點任務，在太陽能科技領域分解出19項研究內容，其中：材料方向2項，器件方向8項，系統方向9項，裝備方向研究內容分布在前三項中。
1、材料方向
（1）高效節能多晶矽材料大規模清潔生產關鍵技術研究
提升改良西門子工藝大規模低成本清潔生產技術，突破矽烷法工藝規模化生產，探索物理、化學冶金法等低成本新工藝技術。
（2）太陽電池關鍵配套材料製備技術研究
突破太陽電池用銀漿、銀鋁漿、TPT背板材料、EVA封裝材料、薄膜電池用TCO玻璃基板等關鍵配套材料製備技術。
2、器件方向
（1）新型太陽電池中試及前沿技術研究
建成年產能2MW的薄膜矽/晶體矽異質結太陽電池中試示範線，中試效率達到18.5%；建成年產能1MW的柔性矽薄膜太陽電池卷對卷製造中試示範線，電池穩定效率達到10%；掌握高倍聚光太陽電池及套用技術，建成年產能5MW的中試線，電池效率超過35%。
（2）效率20%以上低成本晶體矽電池產業化成套關鍵技術研究及示範生產線
在產業化平均效率指標上，單晶矽電池達到20%，多晶矽電池達到19%，主要新型技術設備實現國產化；晶體矽電池成本降至7元/W，矽片厚度降至160微米；推動高效電池技術在全國範圍內的大規模產業化，實現年產能100MW。
（3）規模化銅銦鎵硒薄膜太陽電池成套製造工藝技術研發
突破規模化銅銦鎵硒（硫）薄膜太陽電池生產線中的關鍵設備設計與製造瓶頸，開發具有國際水平的成套工藝技術，建成年產能5MW卷對卷式柔性襯底CIGS薄膜電池生產線、MW級柔性銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池生產線、電化學法沉積CIGS薄膜太陽電池示範生產線、塗覆-熱處理法製備CIGS太陽電池示範生產線和集電管式CIGS薄膜太陽電池示範生產線，並形成批量產品。
（4）效率10%以上規模化薄膜太陽電池成套製造工藝技術研發
研製具有自主智慧財產權的年產能40MW矽基薄膜太陽電池生產線關鍵設備和年產能30MW碲化鎘薄膜太陽電池生產線關鍵設備，完成矽基薄膜太陽電池和碲化鎘薄膜太陽電池成套工藝技術研發，產業化組件效率10%以上，生產成本低於5元/W。
（5）年產能5MW效率8%染料敏化太陽電池組件成套製造技術研發
掌握染料敏化劑、電解質、光陽極等關鍵材料的批量生產工藝和合成技術，研製染料敏化太陽電池配套材料批量生產的關鍵設備；解決MW級染料敏化太陽電池關鍵技術及生產工藝設備，掌握大面積電池產業化製作技術，建成年產能5MW的染料敏化太陽電池生產線。
（6）效率10%以上50MW非晶/微晶矽疊層薄膜太陽電池成套製造工藝技術研發
研究高效電池用非晶矽材料、矽薄膜材料、ZnO透明導電薄膜製備工藝等技術，建成年產能50MW矽非晶/微晶矽疊層薄膜太陽電池生產線，組件穩定效率10%以上，成本低於5元/W。
（7）高倍聚光太陽電池成套製造工藝技術研發及示範
掌握GaInP/GaInAs/Ge三結太陽電池製造工藝技術，建成年產能大於5MW的聚光多結太陽電池中試生產線及聚光電池可靠性測試平台和戶外實測平台；掌握1200倍聚光光伏系統設計技術，研製大功率CPV併網逆變器。
（8）太陽能槽式集熱發電技術研究與示範
面向商業化槽式聚光集熱技術研究，突破高溫真空集熱管和高精度聚光器成型關鍵工藝、批量化生產技術和關鍵裝備，建立MW級槽式聚光集熱集成實驗示範系統。
3、系統方向
（1）大型光伏併網系統設計集成技術研究示範及裝備研製
瞄準100MW級大型併網光伏電站技術研究，掌握100MW級併網光伏電站的單元設計集成與工程化技術及關鍵設備，區域高密度多接入點建築光伏、雙模式建築光伏系統集成技術及關鍵設備。安全併網及電能質量調節技術，高海拔地區功率預測和生態環境監測技術，建立實證性研究示範基地。
（2）高穩定性光伏微網系統技術研究與示範
突破包括光伏的多能互補微網的穩定性技術，掌握系統集成與工程技術、穩定控制技術和電能質量調控技術，研製完成微網能量管理系統、電能質量調節系統及微網型光伏電站自動化線上測控系統，建成10MW級光/水互補微網系統、數MW級多能互補的微網系統、100MW級多點接入區域光伏示範系統。
（3）適合於微網運行的大功率光伏控制/逆變器關鍵技術研究及設備研製
突破自同步電壓源逆變器及高效光伏充電控制器的關鍵技術，掌握自同步電壓源逆變器多機穩定並聯運行技術及與最大功率跟蹤相結合的高效智慧型光伏充電技術，完成自同步電壓源逆變器及高效光伏充電控制器的產品化研究，具備批量化生產能力；提出改進自同步電壓源併網逆變器下垂控制器實現方法，完成自同步電壓源逆變器及高效光伏充電控制器的產業化研究。
（4）10MW級太陽能塔式熱發電技術研究與示範
面向高參數-高效率-穩定輸出的太陽能熱發電技術研究，突破次高參數熔融鹽吸熱-儲熱塔式發電關鍵技術及設備，建立10MW示範熔融鹽塔式示範電站。
（5）大型多能互補光伏併網系統技術研究與示範
面向大型光伏電站與大型風電場、與水電站、與太陽能熱電站的互補併網發電套用，突破互補發電系統的設計集成與併網技術，多種電源功率預測技術、聯合控制技術、能量最佳化管理技術，建立多種互補發電系統示範。
（6）矽基高可靠光伏建築一體化（BIPV）關鍵技術及示範
瞄準太陽能光伏建築一體化組件及套用技術，突破矽基高可靠BIPV系列組件製造裝備及生產線關鍵工藝技術，完成系列化BIPV構件產業製造並形成規模套用標準和規範。
（7）分散式太陽能熱發電技術
面向100kW級分散式太陽能熱發電技術研究，突破有機朗肯、碟式斯特林、單螺桿膨脹機、太陽能熱電半導體發電技術等分散式發電重大裝備設計與製造技術，並進行實證性試驗與示範。
（8）太陽能儲熱技術研究與規模化套用
掌握低溫段（20-95℃）和高溫段（450℃以上）儲熱材料設計、製備、大容量儲熱系統熱損抑制、區域集中供熱系統集成、能量輸配與管理技術，形成分散式和大容量集中太陽能儲熱與供熱系統示範。
（9）太陽能中溫技術與工業套用
面向太陽能中溫熱利用的實用化和產業化技術研究，突破太陽能80°C-250°C中溫集熱器、中溫儲熱、太陽能空調和系統集成的技術和裝備，建立太陽能中溫集熱系統工農業生產領域套用示範。
“十二五”期間，還需要在光伏直流併網發電等新技術、新系統方面進行創新性探索研究。
從基礎到產業化的全鏈條規劃
太陽能級矽材料方面，重點研究高效節能多晶矽材料的產業化技術。太陽電池方面，重點研究高效、低成本、超薄晶矽太陽電池和高效薄膜太陽電池的產業化技術，著力發展新型太陽電池關鍵技術。光伏系統及平衡部件方面，重點研究100MW級併網光伏電站、高密度區域建築光伏系統、光伏微電網系統技術和大型多能互補光伏併網系統技術與關鍵設備的產業化技術。太陽能熱利用方面，重點研究太陽能熱發電和太陽能熱利用技術與關鍵設備的產業化技術。
保障措施
圍繞《專項規劃》和“十二五”科技重點發展的部署，制定保障措施，加大實施力度，切實形成有利於自主創新的新體制和新機制。
1、加強科技專項的組織領導和統籌協調。設立計畫實施領導小組，強化政府的科技巨觀管理能力，實行重點計畫重點落實與協調，切實保障計畫順利有效實施；在技術層面，設立總體技術專家組，完善專家管理機制，從系統角度把握科技發展的巨觀與微觀技術網路，有效提高專項資金使用效率，保證計畫的有效推進；成立光伏和光熱兩個項目辦公室，建立科技統計、技術預測、第三方獨立評估、信用管理等制度，加強對科技投入的統籌管理，完善項目管理後評價機制及問效問責制，加強對計畫實施全過程的監督和績效評估，從而降低項目風險。
2、加強科技投入力度，鼓勵各類社會資本投入。大幅度增加重點項目科技投入，強化重點項目科技投入滾動增長的保障和後評估機制。加大對技術創新平台的支持力度和廣度，加強對基礎研究、前沿高技術研究、科技基礎條件建設、人才培養的支持，引導行業部門、地方政府、產業聯盟、企業及其他各類社會資本加大科技投入，建立各類研究開發和服務平台，支持在高等教育中強化太陽能相關學科設定，重點解決太陽能利用未來的重大科技問題。
3、制定和落實促進科技專項實施的各項激勵政策。結合科技項目的實施，有計畫地推進示範項目與金太陽示範工程的結合，通過工程實施實現對科研成果先進性和有效性的驗證；建立產業發展預警機制，充分重視太陽能服務業的發展；同時，鼓勵企業充分利用財稅、金融、政府採購等政策，以企業投入為主，有針對性地解決產業發展中的重大技術問題，從而打破國外的技術壟斷，保障光伏市場的規範性和成果轉化的高效性。
4、充分發揮金太陽示範工程的帶動作用。以金太陽示範工程帶動太陽能開發利用技術的進步；以技術進步推動和保障金太陽示範工程的順利實施；依託金太陽示範工程建立和完善服務支撐體系。
5、建成第三方的與國際對等的權威檢測機構。建立國家級的光伏系統及平衡部件的實證性研究基地和大型光伏併網逆變器的測試平台，用於現場考驗光伏組件、平衡部件以及光伏發電系統的實際運行效果，分析評價各類產品與技術的性能及其變化趨勢，提升部件及系統的測試、分析和判斷能力，為我國未來大型光伏系統新技術提供開放式、公益性的實證基地，為我國光伏產品提供第三方、公正、權威的測試條件。
6、充分發揮國家高新技術產業開發區、國家級高新技術產業化基地的作用，加快成果產業化，推動創新型產業集群建設工程，圍繞本專項確定的主要目標，合理選擇技術路徑和產業路線，採取有效措施，促進產業集群的形成和創新發展。
