太阳能能源，相比于其他传统能源而言，具有无法比拟的先天优势:可再生、储存丰富、源头持久、无污染［1］，即太阳能作为一种安全、清洁、高效的新能源，可以说取之不尽用之不竭［2，3］。随着全球科技水平不断的发展，太阳能相关技术和产业也在有序推进，在不久的未来，洁净的太阳能资源必将取代高污染、高消耗、低效率、不可再生的化石类资源。虽然，太阳能相关产业，如光伏产业，具有不可限量的潜能，但从太阳能技术发展所面临的瓶颈障碍，以及企业发展所面临的难题来看，处于初期的太阳能产业的发展受到成本、效率、周期、市场等诸多不利因素的影响，而造成现实发展难以逾越的困局［4］。在此背景下，各国政府不遗余力地争相加大科学技术推进，并辅以法规政策鼓励，以寻求经济发展的新动力，如德国、美国、日本相继提出的“光伏屋顶计划”、“新阳光计划”，中国提出的《太阳能发展“十三五”规划》等。在全球各政府的政策和法案的促进下，全球太阳能产业必将高速发展，步入历史新阶段［5-9］。
本文由各国产业发展策略和产业技术发展趋势两方面入手分析，以求取长补短，谋求共同发展，并对产业技术发展提出合理化的建议。
由于政府的激励政策，全球共计49个国家根据自身国情制定了太阳能光伏产业及相关产业的政策规划［10］。截止2014年，至少有42个国家采用购电法、光伏份额标准以及政府购置补贴政策，促使跨国企业、金融机构相继投资太阳能产业，加速再生能源产业走向成熟。《全球光伏市场分析和2020年展望》报告指出，2017年全球光伏的新增容量将超过80GW，按照平均增长幅度计算，至2021年度全球新增光伏装机容量将达到110GW，2021年累计光伏装机容量将达到800GW左右，到2030年，光伏系统将提供2600TW/h的电能，占全球所需电量的14%，下面对部分国家的太阳能政策予以说明。
1.1、北美洲
1.1.1、美国
美国于1992年开始实行“能源政策法案”，各州、地方也通过信贷担保、税收抵免、低息贷款、生产补贴等方式有效降低太阳能产业成本，积极促进太阳能光伏产业的形成和健康发展。总结具有战略意义的太阳能光伏政策和计划主要有:强制光伏上网电价政策(Feed-inTariff)、税收抵免政策(Taxcreditpolicy)、联邦建筑屋顶计划(Federalroofprogram)、津贴补助政策(Subsidypolicy)、信贷担保(Creditguarantees)。目前，美国太阳能光伏市场正处于稳固上升状态，2017年美国政府批复了多个太阳能产业能源项目，并积极加强了优惠和奖励的力度，预计超过4GW的太阳能装机容量将在2017-2020年内完成，2018年即可能实现2.5～3GW的新增装机容量，且在2019年度财政预算草案中，用于支持太阳能研发与应用的经费将高达6.57亿美元，这一系列的太阳能产业政策、科研资助项目为美国太阳能光伏市场的稳健发展提供了强有力的保障［11-13］。
1.1.2、加拿大
受相邻国家美国的影响，加拿大开始关注非水再生能源、尤其是太阳能光伏资源对国家经济的影响，采用低息贷款吸引新型投资者的关注，并充分利用政府的职权和资源，高效率的促进太阳能产业的稳步成长。国家能源委员会(NEB)的报告中指出，联邦政府太阳能能源发电装机在过去几年高速发展，其速度远超预期，例如太阳能的增长速度高达125倍，如2015年，风能和太阳能的装机容量总和占加拿大总装机容量的11%(2005年，这一数字仅为2%)。此外，2000-2015年，截至2015年年底，加拿大共有约2.5GW的太阳能装机容量，预计未来会以每年700MW的速度稳定成长，因洁净太阳能资源的推广，矿物资源发电，如煤炭发电造成的温室气体排放量下降了40%，地方省市，如阿尔伯塔、新斯科舍、新不伦瑞克以及萨斯喀彻温4省已经同联邦政府就淘汰煤炭发电签订了协议，计划采用新型技术或关闭煤炭发电厂等措施来实现节能减排的目标。
据统计，目前加拿大政府将进一步提高太阳能光伏发电在新能源发电中的比例，由2017年的80%提升到2030年的90%，加拿大政府对太阳能光伏产业的支持和鼓励，既可以改善生活环境，又能够提高加拿大人民的健康水平，并且造福于子孙后代［14-16］。
1.2、欧洲
1.2.1、德国
德国将太阳能发电作为本国政府缓解能源压力的主要途径，而且在世界范围内，德国的太阳能技术水平和产业发展模式也是全球楷模，众多国家争相效仿，如通过政府采购、资金投入、法规管制等措施来支持太阳能光伏技术与市场的发展。
德联邦政府对于太阳能光伏的研发和创新项目投入重金，且实施的太阳能光伏政策、法规都极具前瞻性，且长期持续性远高于同水平发达国家。在政府部门的大力支持和政策扶持下，形成了巨大的太阳能市场和产业，如在2009年太阳能装机容量为3.8GW，累计装机容量为9.8GW，仅德国一国的装机容量就占当年世界装机总量的50%，或更高。溯源历史，德国在1991年颁布了《电力供应法》，1998年和2000年又相继提出“10万光伏屋顶计划”和《可再生能源法》，2004年德国对《可再生能源法》予以修正，2014年6月全票通过“德国可再生能源改革计划”。基于上述政策，使光伏市场空前扩大，给德国带来了不可想象的经济和环境效益，使德国太阳能光伏市场和产业成为全球最大的光伏基地［17-19］。
1.2.2、西班牙
从西班牙太阳能光伏产业历史进程来看，可谓后发制人。如在2006年，西班牙国内太阳能装机容量仅有88MW，2009年新增安装量也仅有70MW。得益于《皇家太阳能计划》，从2010年开始，西班牙政府开始效仿德国，除了对本国太阳能光伏企业给予资金补助外，还实施了一系列切实可行的税收优惠政策。预计2020年，西班牙太阳能市场将以每年10亿欧元的速度增长至20亿欧元，这凸显了该国太阳能创造商机的潜力［20，21］。
1.3、亚洲
1.3.1、日本
在亚洲各国，如中国、巴基斯坦、印度的太阳能产业的发展中，以日本的发展最为迅猛，值得各国关注和研究。日本推行的太阳能产业政策主要有以下几类:1)太阳能光伏补贴政策，其中包括:
a．居民区光伏补贴政策，b．非住宅光伏补贴政策，c．光伏新技术试验区补贴政策;2)可再生能源比例标准制度;3)绿色电力证书制度;4)太阳能剩余电力回收政策。日本政府为了进一步推广太阳能在本国的应用，于1994年颁布了宅用太阳能安装补助措施，但该政策并未有效实施。2009年，日本政府不但恢复了对太阳能光伏产业的补助政策，而且对太阳能组件安装成本予以最高50%的资金补贴，并在此基础上，提供一定的底细贷款额度。日本政府在2010年出台了《家庭光伏发电补贴法》，该法案对于居民个人使用太阳能者给予极大地优惠，切实利民惠民。截止至2016年，日本的光伏累计装机容量达到42.3GW，而统计核准项目的装机容量约为80GW，这也就意味着有将近40GW的光伏项目尚未完工。按2016年当年的装机容量8.6GW推算，完成此比例项目需要4～5年时间。上述政策极大的激励了企业公司、居民个人使用太阳能光伏系统的热情，使日本成为全球安装太阳能光伏组件和设备的领先国家［22-24］。
1.3.2、中国
中国的太阳能光伏产业起步较晚，始于1973年，我国政府通过一系列鼓励措施和信贷政策刺激国内太阳能产业的发展。80年代后期，众多企业，如秦皇岛华美公司、哈尔滨-科罗拉等龙头企业，从国外引入太阳能组件和生产设备，使国内太阳能生产能力达到5MW，预示中国太阳能产业的初步形成。90年代，国内太阳能光伏企业新旧更替较快，多个企业不断开发、培育、开拓本国太阳能市场，如无锡尚德，2001年底已建成12MW多晶硅生产线，整个太阳能光伏产业稳步发展，设备组件装机数逐步增加。2008年之前，中国对太阳能光伏产业的扶持政策主要处于宏观局面，如2006年实施的《可再生能源法》，2009年财政部推出的“促进BIPV(光伏建筑一体化)和光伏屋顶应用”的系列光伏补贴计划，该计划成为国内光伏市场的重要折点。同年7月，科技部会同国家能源局提出并实施了“金太阳示范工程”，并于2010年新增了272MW的太阳能光伏项目，且在全国范围内建立了13个光伏发电集中示范工业园区。2012年，国家能源局公开表示力争国内太阳能使用规模高于1000MW/每年。2014年，新增光伏发电装机14GW，其中分布式光伏发电(8GW)占60%，2018年预估太阳能发电设备装机容量可达17.5GW，将成为全球最大的太阳能发电市场［25-30］。
除了各国政府的政策、法规和行动计划对太阳能产业的推动，科学技术的进步也是降低太阳能光伏发电成本、促进太阳能产业和市场发展的重要因素，如太阳能吸收转换效率提高1%，则组件装机成本下降7%。
2.1、效率
单晶硅棒作为单晶硅太阳能电池的主要构件单元，其转化效率由1952年的6%提高至2017年的24.9%，如国内商业化太阳能光伏电池的转化效率(相比于80年代)由10%提升到19%，由于转化效率的增强，国内太阳能组件设备的成本由60～80元/W降至2015年的15～20元/W。经过几十年的投资研究，晶硅太阳能电池几乎拥有90%的太阳能电池市场占有率，但晶硅太阳能电池的发展已经接近其理论极限效率，而非晶硅薄膜电池，如碲化镉(CdTe)的转化效率15.4%［31］、铜铟硒(CIS)的转化效率19.5%［32］，转化效率都不及晶硅太阳能电池。因此，想让市场成本持续下降，发掘新材料为可行途径，如钙钛矿薄膜电池，2017年韩国KＲICTSeok小组认证小面积钙钛矿太阳能电池的效率为22.7%，超越了现有材料对太阳能的使用效率，如2014年Solexel认证的薄膜晶硅太阳能电池21.2%的效率，2015年美国FirstSolar认证的CdTe太阳能电池22.1%的效率，2016年德国ZSW认证CIGS太阳能电池(非聚光)22.6%的效率，2017年，日本Fraunhofer-ISE认证多晶硅太阳能电池22.3%的效率，并且钙钛矿太阳能电池的效率记录依然在高速刷新中，已经完全超过以CIGS/CdTe为代表的第二代太阳能电池的效率记录，同时也小幅越过了第一代太阳能电池中的多晶硅电池的效率记录，即将迈入23%的效率行列，具备了未来依次挑战CIGS太阳能电池(聚光)/单晶硅太阳能电池(非聚光)25.8%/硅HIT太阳能电池26.6%/单晶硅太阳能电池(聚光)的效率记录的实力，将来势必会对以单晶硅/多晶硅/薄膜晶硅为代表的第一代太阳能电池阵营形成强有力的冲击和瓦解，综上所述，全球共同努力促使光伏发电材料的更新、成本不断降低的发展道路任重而道远。
2.2、成本
根据2011年10月底出台的《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》，在“十二五”期间将重点开发、制备非晶与微晶结合的薄膜电池，通过降低硅片厚度减少硅材料消耗，进而降低硅材料太阳能电池的成本。据统计晶硅太阳能电池占据着光伏市场90%以上的份额，具有绝对的市场优势，但目前市面上典型的晶硅太阳能电池厚度约为180μm(1980年的硅片厚度约为470μm)，需大量使用硅材料，从而导致制作成本居高不下，研制超薄晶硅电池成为主要的技术路线之一。目前，White等［33］与奥地利开普勒大学合作，利用涂布工艺，开发出了只有普通食品保鲜膜1/5厚度的太阳能电池。2018年，《光学快报》公开了厚度16μm的超薄晶硅太阳能电池，使得电池厚度降低了90%，使用材料减少了90%，光电转换率提高至16.4%，成功解决了超薄晶硅太阳能电池中低吸收、低效率的问题，即硅材料的使用量极大削减，有效降低了硅原料的成本，是技术进步促进成本减低的重要范例之一［34］。然而，2007年以来，供不应求时多晶硅价格一度飙升到400～500美元/kg，最低时曾降到5美元/kg左右，近期大多在20美元/kg以下，虽然还会有些波动，但基本处于低位的走势已经形成;在光伏组件方面，生产成本从3美元/W减少到0.37美元/W;在光伏发电成本方面，从0.5美元/kWh降低到0.1美元/kWh，离平价上网只有一步之遥。根据美国能源署(EIA)统计的数据，2012年美国的光伏组件平均成本1.15美元/Wdc(约合人民币7.31元/W)，到2016年平均成本为0.72美元/Wdc(约合4.58元/W)。光伏成本的下降趋势在2017年得到持续:2017年1月第一周单晶硅光伏组件的现货平均价格为0.72美元/Wdc(约合人民币4.58元/W)，而到2017年12月最后一周，单晶硅光伏组件的现货平均价格为0.45美元/Wdc(约合人民币2.86元/W)。长远来看，随着科学技术的不断进步，以及常规能源的日益紧缺，太阳能发电的成本将与常规能源成本相近，或更低。
2.3、生产规模
生产规模的有效扩大和自动化程度的稳步提高也是降低太阳能产业成本的重要方面，太阳能电池单厂生产规模已经从20世纪80年代的1～5MW/a发展到90年代的5～30MW/a和目前的50～500MW/a，生产成本降低20%，预计，在未来的两年之内，单厂生产能力达到1GW/a的企业将会出现。
2.4、寿命
通常情况下，太阳能光伏电池组件均会暴露在复杂环境下，时间久了材料就会老化。尽管多数太阳能电池制造商向客户保证产品的最高使用年限为25年，但实际并不达标，因此关于太阳能光伏电池组件的寿命考察也是各国研究人员的工作重点，目前可以从有机太阳能的结构改进、材料的选择、电极的改进以及封装材料的选择几个方面进行改进，以延长电池的使用寿命，这对于推动太阳能光伏产业化具有重大意义。
通过对北美洲、欧洲、亚洲几个典型国家或地区的光伏产业政策的分析，发现各个国家或地区的光伏产业政策极大的促进了本地光伏产业的发展，且政策实施的有效性较强。而中国也在技术、经济、法律、市场和研究开发等方面采取了一系列的政策法规和措施来推动光伏产业的发展，并已取得显着成效。然而国内太阳能光伏产业依然存在需要改进的方向，如国内政策扶持主要集中于生产和投资方面，对于产业研发的投入不足。由北美洲、欧洲的太阳能产业发展状况可以得出，在太阳能产业发展的初期，政府通过有效配置国家资源、合理给予信贷、税收优惠可以有效的引导太阳能光伏企业的发展和扩大，并在太阳能产业发展的中期或后期加大对光伏产业研发的投资力度，并相应的建立国家级的太阳能光伏产业技术研发中心。因此，对于中国政府而言，可在现有的鼓励或奖励政策的基础上，加强科研院所与公司企业的合作，承担核心产业技术研发的工作，并充分利用国外科研资源，鼓励跨国交流和合作，对于全球而言，各国政府应当从战略高度看待新能源发展的历史性机遇，积极吸取各国在太阳能产业发展中获得的经验教训，从各个角度跟踪全球能源动力方面的最新技术成果。加大自主研发能力，促进全球太阳能光伏产业的长期、健康、可持续发展。
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