1839年，人類歷史上首次發(fā)現(xiàn)光電轉換的物理現(xiàn)象——光伏效應。1959年，第一個光電轉換效率為5%的多晶硅太陽能電池問世；1960年，硅太陽能電池發(fā)電首次并入常規(guī)電網(wǎng)；1975年，美國科學家制作出非晶硅太陽能電池；上世紀80年代初，太陽能電池開始規(guī)模化生產(chǎn)。
上世紀90年代以來，在能源危機和全球氣候變暖的壓力下，隨著各國對太陽能電池研究的不斷重視，科研和產(chǎn)業(yè)投入不斷增加，取得了一系列的科研成果，太陽能電池效率的紀錄不斷被刷新，奠定了規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的技術基礎。全球的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)就此以一個朝陽產(chǎn)業(yè)的面貌高速成長。
目前太陽能利用技術主要有太陽能熱電技術、太陽能熱水技術、太陽能光伏技術三大技術。它們是太陽能的不同利用方式。太陽能熱水技術通常利用太陽熱能為家庭及建筑提供熱水，使用方便、成本低，但能量利用形式單一，也不能傳輸。目前我國太陽能熱水器的應用規(guī)模已居世界首位。太陽能熱電技術是將太陽能聚集起來，驅動汽輪發(fā)電機生產(chǎn)電能，如塔式發(fā)電、碟式發(fā)電等。太陽能熱電目前尚處于商業(yè)化前夕，而且投入成本太大。
太陽能光伏技術利用半導體器件的光伏效應原理，是近年來發(fā)展最快、最有活力的可再生能源利用技術。目前全球主要國家都把發(fā)展光伏發(fā)電作為利用太陽能的主要形式。隨著太陽能電池成本的降低和轉換效率的提高，它作為太陽能利用的主要形式的趨勢將越來越明顯。
太陽能產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)“淘金熱”
回顧太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，在2000年以前可認為是“早期開發(fā)”階段，當時雖有多家廠商投入，但因為技術開發(fā)和商業(yè)環(huán)境還不成熟，僅有少數(shù)公司能夠維持。而從2000年到2005年間，是“初期獲利”階段，一些公司能夠幸存并開始獲利。隨著能源問題的升溫，現(xiàn)在的太陽能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了“淘金熱”階段，許多企業(yè)開始積極投入。
目前，太陽能電池主流產(chǎn)品仍然是晶硅太陽能電池，其研究開發(fā)的重點圍繞降低能耗、降低每瓦生產(chǎn)成本、提高轉換效率等方面，以進一步推進太陽能發(fā)電大規(guī)模商用的進程。
1.新一代多晶硅工藝技術研究空前活躍
降低成本和能耗除通過傳統(tǒng)工藝技術升級外， 還涌現(xiàn)出了幾種專門生產(chǎn)太陽能級多晶硅的新工藝技術，主要有：改良西門子法進一步降低成本；冶金法從金屬硅中提取高純度硅；高純度SiO2直接制取法；熔融析出法；還原或熱分解工藝；無氯工藝技術，Al－Si溶體低溫制備太陽能級硅；熔鹽電解法等。
2.繼續(xù)向高效化、薄型化和大面積方向前進
A．轉換效率越來越高：14%→18%→20%；
B．硅片的面積越來越大： 從103mm×103mm→125mm×125mm→156mm×156mm（目前主流），未來兩年將達到210mm×210mm；
C．硅片越來越薄：300μm→270μm→210μm→180μm。100μm厚度的工藝正在研發(fā)。
3.生產(chǎn)設備由半自動化向自動化、智能化過渡
A．提高單機自動化水平，增加批次裝片量，提高單機生產(chǎn)效率；
B．生產(chǎn)線設備間自動傳送、在線檢測，提高整線生產(chǎn)率。
未來5年的主力
為了適應太陽能電池高效率、低成本、大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)展的需要，最有效的辦法是不采用晶硅體材料，而直接采用薄膜材料，即開發(fā)薄膜太陽能電池。20世紀70年代開始，國際上發(fā)展了許多類型的薄膜太陽電池，例如：CuInSe（CIS）、CdTe薄膜和有機薄膜等。
薄膜太陽能電池具有安全、可折疊、方便連接、輕巧、抗熱性能好、不易破損等特點。目前規(guī)模生產(chǎn)的薄膜非晶硅太陽能電池的轉換效率已達8% 左右，CIS 的轉換效率已達10%～11%，實驗室轉換效率超過20%。
目前，世界上至少有40個國家正在開展低成本、大面積、高效率的薄膜太陽能電池的實用化技術研究。隨著技術的不斷成熟，薄膜太陽能電池必將超過晶硅太陽能電池。
圍繞降低生產(chǎn)成本、降低能耗，提高光電轉換效率、提高能源再生比例等問題，新型太陽能電池正不斷涌現(xiàn)。例如：量子點太陽能電池、量子阱太陽能電池、染料敏化電池、熱光伏電池及有機薄膜太陽能電池等。
中國太陽能電池技術仍存發(fā)展空間
經(jīng)過多年的發(fā)展，我國在太陽能電池硅材料生產(chǎn)、電池和組件生產(chǎn)、專用設備等方面取得很大進步。多晶硅提煉技術取得很大進步，單位能耗得到降低，晶硅太陽能電池制作技術已經(jīng)達到國際先進水平。
國產(chǎn)的晶硅太陽能電池及組件生產(chǎn)線關鍵設備取得很大進步，如8英寸擴散爐、等離子刻蝕機、低溫烘干爐、高溫燒結爐，清洗機、層壓機等相繼在國內(nèi)生產(chǎn)線上替代進口設備得到廣泛應用。在973、863等高科技計劃的支持下，我國在碲化鎘和銅銦硒薄膜電池、敏化太陽能薄膜電池、多晶硅薄膜電池以及應用系統(tǒng)方面取得了很大的科研進展。
我國薄膜電池產(chǎn)業(yè)化步伐也在加快。無錫尚德在上海成立薄膜太陽能研發(fā)中心，預計2009年產(chǎn)能可達50MW；河北新奧引進全球領先水平的Sunfab薄膜太陽能電池全套自動化生產(chǎn)線；保定天威與設備廠商Oerlikon簽訂購買薄膜太陽能模塊生產(chǎn)線設備合約；南開大學正在福建泉州合作開發(fā)非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池產(chǎn)業(yè)化技術。
盡管我國太陽能電池技術取得了較大進展，然而與國際先進技術相比，仍有很大差距，主要體現(xiàn)在以下三點：
1.多晶硅提煉技術與先進水平有很大差距
多晶硅材料的生產(chǎn)技術長期以來掌握在美、日、德等國家中，形成了對我國的技術封鎖、市場壟斷的局面。目前國際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的80%，短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化技術壟斷封鎖的局面不會改變。與國際先進水平的差距主要體現(xiàn)為能耗高、純度低、原材料利用率低等。
2.薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)化和應用技術有很大差距
與國外先進技術相比，我們目前存在的主要問題是：對薄膜電池技術研發(fā)投入不足，對其發(fā)展前景認識不足，缺乏自主技術創(chuàng)新，特別是規(guī)模生產(chǎn)技術。與國外相比，產(chǎn)業(yè)發(fā)展遲緩。目前，國外多家公司已經(jīng)開始規(guī)模生產(chǎn)薄膜太陽能電池，而國內(nèi)只有尚德、保定天威等少數(shù)企業(yè)開始產(chǎn)業(yè)布局。
3.晶硅電池高端設備和薄膜電池制造設備有很大差距
美國、歐洲、日本等國先進設備的特征為產(chǎn)能高、自動化程度高。同這些設備相比，國內(nèi)設備的自動化程度不高。高端設備如晶硅電池全自動絲網(wǎng)印刷機和自動測試分撿機等依賴進口。薄膜太陽能電池設備還沒有起步。