太阳能产业的沉思.docx

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太阳能产业的沉思

內容

宁夏太阳能光伏产业忧思录1

全行业技术保密1

多晶硅产能过剩1

两高产业的隐忧1

发电者的困惑2

距离民用有多远？

2

多晶硅薄膜太阳电池3

１.前言3

2.多晶硅薄膜太阳电池的研究概况3

3.北京市太阳能研究所的工作4

20世纪太阳能科技发展的回顾与展望5

1．历史回顾5

1．1第一阶段1900-19205

1．2第二阶段（1920-1945）5

1．3第三阶段（1945-1965）6

1．4第四阶段门（1965-1973）6

1．5第五阶段（1973-1980）6

1．6第六阶段（1980-1992）6

1．7第七阶段（1992-至今）7

2．太阳能科技进步7

2．1太阳能采集7

2．2太阳能转换9

2．3太阳能贮存10

2．4太阳能传输12

3．太阳能利用12

3．1太阳能热发电12

3．2太阳能光伏发电13

3．3太阳能水泵14

3．4太阳能热水14

3．5太阳能建筑15

3．6太阳灶15

3．7太阳能干燥15

3．8太阳能制冷与空调15

3．9太阳能其它利用16

太阳能产品的器件选择与组成17

一、太阳能电池17

二、控制器18

三、蓄电池18

四、光源负载19

五、灯具和灯杆19

六、线缆和连接紧固辅件19

太阳能发电基础知识20

光伏发电系统20

系统分类20

系统设备20

太阳能电池方阵20

蓄电池组21

充放电控制器21

逆变器21

太阳跟踪控制系统21

光伏发电的工作原理21

光伏发电的优缺点22

光伏发电的起源及发展22

中国光伏发电的发展23

发展优势23

发展历程23

前景规划24

最新政策：

24

光伏发电的经济及环境特征24

太阳能光电建筑应用示范项目申报指南26

一、申报项目类型26

二、补助标准26

三、申报主体26

四、申报条件26

五、技术要求26

六、申报材料27

七、申报程序27

八、网上申报27

《宁夏新能源产业发展规划》昨天在北京通过评审。

27

我区集中开工大型太阳能光伏并网发电项目28

中国太阳能建筑将迎来发展的春天28

预测太阳能光伏产业泡沫将在2009年破裂31

宁夏太阳能光伏产业忧思录

太阳能产业已成为新能源的一个重要组成部分，而且宁夏年平均日照时间为2974小时，无霜期168天，最高气温38℃，是全国光热资源最丰富的地区之一。

鉴于宁夏太阳能资源的理论预期，瞄准宁夏太阳能市场的企业越来越多。

那么，宁夏目前的太阳能利用情况如何？

作为太阳能最关键的硅材料生产，宁夏到底掌握了哪些技术？

太阳能发电距离规模化民用到底有多远？

　　全行业技术保密

　　4月11日，记者应邀参观了位于吴忠太阳山开发区的宁夏银星多晶硅公司。

记者试图了解多晶硅材料生产的大致过程，但听到最多的一句话是：

“商业机密，不便多透露。

”

　　宁夏银星多晶硅公司隶属宁夏发电集团，该集团副总经理关宁告诉记者，当初他和刘应宽董事长考察全国同行企业时，人家也是这么告诉他们的，“连厂房都不告诉我们在哪儿，更别说获得技术了。

”

　　技术保密的原因，是因为单（多）晶硅是太阳能级电池板的主要部件，它的纯度决定了光电转换率——纯度即是所谓“几个九”，99.999%就是业内人士所称的“5个9”，9越多光电转换率就越高。

　　2006年底，宁夏发电集团正式投入太阳能产业的研发。

由于单（多）晶硅的生产技术被业内许多企业当成秘密保守，宁夏发电集团不得不从零开始。

从全球范围来讲，提纯硅的主要技术是西门子改良法，宁夏发电集团尝试用冶金物理法，63岁的宁夏发电集团董事长刘应宽带头成立了实验小组，查阅研究大量中外科研资料，400多个日夜、1万余次实验后，终于在2008年2月取得突破性进展。

现在，银星的多晶硅平均光电转换率达到16.5%，最新实验获得的数据达到18%。

　　多晶硅产能过剩

　　硅材料占到整个光伏产业成本的60%，太阳能发电如此依赖单（多）晶硅，太阳能又是清洁能源，理应大力发展单（多）晶硅产业。

可鲜为人知的是，这个产业是被国务院限制发展的。

去年9月，国务院批转国家发改委等部门的38号文件指出，国内多晶硅行业存在产能过剩问题。

　　那么，宁夏存不存在多晶硅产能过剩的情况？

公开的资料看，宁夏现在约有4家企业涉及单（多）晶硅生产，主要分布在石嘴山、吴忠、中卫等地，例如国电宁夏太阳能公司、宁夏阳光硅业公司、宁夏发电集团、宁夏隆基硅业公司等。

至于产能，在国电宁夏太阳能公司的网站上，记者看到该公司多晶硅项目规划建设年产5000吨。

而石嘴山市到2015年多晶硅年产能达到1万吨，成为国内主要的多晶硅生产基地；单晶硅产能5000吨，成为国内主要的硅料生产基地。

到2020年，光伏材料产业产值达到1000亿元以上，多晶硅年产能达到2万吨，成为世界主要的多晶硅生产基地。

　　宣称如此，实际产能有多少？

多家企业都婉拒了记者的采访。

业内人士说，如果按宣称的多晶硅产能，仅宁夏1年的生产量就可以超额满足全国的需求。

　　事实上，很多企业大规模投产的原因是我国的单（多）晶硅大部分依赖进口。

2008年，中国消耗多晶硅1．6万多吨，3/4依靠进口；2010年第一季度，中国进口多晶硅1400余吨。

而2008年底，仅国内多晶硅的投产产能就已超过8万吨。

　　两高产业的隐忧

　　鲜为人知的是，制造单（多）晶硅的过程是高污染高耗能，按西门子改良法生产多晶硅，工业硅－硅化合物－高纯硅化合物，经历如此复杂的工序后，每提纯1吨多晶硅产生的废料就达14吨。

而从生产工业硅到太阳能电池全过程综合电耗约220万千瓦时/兆瓦。

记者了解到，宁夏发电集团是目前国内为数不多的依照冶金物理法提纯硅的企业，这种方法中间不产生化学反应。

　　值得关注的是，宁夏发电集团在发展太阳能产业初期，就从本地找原料，从硅石到单（多）晶硅的过程，都依靠自己的力量，所以该企业也是我区唯一拥有完整产业链的太阳能发电企业。

而包括我区许多企业在内的中国很多硅材料企业，使用的原料依靠进口。

这类原料正是所谓的“硅废碎料”，而“硅废碎料”一类来自集成电路板（如电脑芯片）回收，另一类则是从电子极多晶硅（含硅量在“12个9”以上）生产线上淘汰下来的不合格产品。

　　2009年7月3日，环境保护部、发展改革委、海关总署等5部委联合发布公告，将“含硅量少于99.99%”的多晶硅废碎料列为限制进口类产品。

“其实，这类东西就是我们平常说的一种洋垃圾”，业内人士说。

　　发电者的困惑

　　单（多）晶硅制造出来后切成硅片，然后经过一系列复杂工序组装成电池片，将电池片再组装成电池板，就成为大家看见的“亮晶晶的东西”——太阳能极电池板，一两个这样的电池板就是我们看到的卫星或者路灯所使用的太阳能电池，而大规模的电池板集中在一起，就是所谓的光伏电站。

　　今年1月16日，宁夏5家光伏电站共计40兆瓦成功并网发电，太阳能电通过国家电网输送到千家万户。

　　欣喜的背后，同样有隐忧，就是太阳能发的电太贵了。

宁夏发电集团吴忠太阳山光伏电站主管王彦兵告诉记者，从目前宁夏发电集团太阳能发电来算，1度电的成本在1.4元左右，而普通火力发电的民用价格是0.447元1度。

没有国家支持，这种电不能并网销售出去。

　　4月2日，国家发改委批复核定宁夏的太阳能发电临时上网电价为每度1.15元（含税）。

关宁告诉记者，投入成本过高，光伏发电目前必须依靠政策支持，否则企业承受不起，这也是国内所有光伏企业面临的问题。

　　由于光伏电站建设的地理位置和发电受到昼夜和气象因素的影响，光伏发电的稳定性也比传统电力差。

这虽然与发电企业关系不大，但与电网却关系甚大，因为电网必须保证相对稳定的电压。

现在光伏发电占整个电网比例很小，影响也许并不大，可一旦太阳能发电占电网的比例较高时，电网的不稳定性就会凸现。

如何解决这个问题，也是发电企业或电网需要考虑的。

　　距离民用有多远？

　　中宁县城团结路是宁夏唯一使用太阳能路灯的街道。

该县城乡建设局局长刘德告诉记者，早在2006年，团结路就有太阳能路灯了，生产方是北京一家公司，一盏灯投资7300元，灯泡只有40W，老百姓都反映不亮。

2009年下半年，团结路又装了86盏太阳能路灯，每盏17700元，这回灯很亮，但也费钱。

　　刘德感到担忧的是，每盏灯一次性投入17700元，能用几年？

他与普通路灯作对比，普通路灯用的是高压钠灯，一盏约5000元，一年的电费时684元，按寿命10年计算，每盏路灯加上维护费，大约13000元。

可是太阳能路灯能用10年吗？

谁都不知道，可供参考的只有理论数据。

刘德认为，或许等太阳能路灯的成本下降了，推广就比现在容易多了。

　　那么，太阳能发电能飞入寻常百姓家吗？

理论上没有问题。

王彦兵说，一个农村普通家庭如果拥有20平方米的屋顶光伏发电系统，只需要4000元左右，发出来的电是直流电，要转换成能民用的交流电还需要一个逆变器系统。

这样的小型发电系统在天气晴好时，每天可发电15度，足够一家用了。

多余的电怎么办？

可以建设一个收集系统，将每户多余的电集中，然后再卖给电网。

多晶硅薄膜太阳电池

１.前言

   如果问人类在２１世纪面临的最大挑战是什么，答案肯定是环境污染和能源私有制。

这两个问题已经变成高悬在人类头顶上的达摩克利斯利剑。

人类在努力寻找解决这两个问题方法时发现，太阳能的利用应是解决这两个问题的最好方案。

   太阳能是地球上取之不尽的能源。

人类利用太阳能的想法由来已久，最早是将它转换为热能加以利用，后来光伏效应的发现使太阳能转化为电能成为可能，以致使太阳能利用领域更加广阔。

早在本世纪５０年代，第一个实用性的硅太阳电池就在美国贝尔实验室内诞生了。

不久，它即被用于人造卫星的发电系统上。

迄今为止，太空中成千的飞行器都装备了太阳电池发电系统。

尽管如此，太阳电池在地面的应用却一直未得到广泛重视，直到７０年代世界出现“石油危机”，地面大规模应用太阳电池发电才被列上许多国家的议事日程。

当时太阳能发电主要使用的是单晶硅太阳电池。

进入８０年代中期，环境继能源之后，又成为国际社会普遍关注的焦点之一，全人类又都把目光集中到解决这两个问题的交叉点---太阳能光伏发电上，从而大大加速了开发利用的步伐。

此后，随着生产规模的不断扩大、技术的日益提高，单晶硅太阳电池的成本也逐渐下降，１９９７年每峰瓦单晶硅太阳电池的成本已经降到５美元以下。

单晶硅太阳电池虽然在现阶段的大规模应用和工业生产中占主导地位，但是也暴露了许多缺点，其主要问题是成本过高。

受单晶硅材料价格和单晶硅电池制备过程的影响，若要再大幅度地降低单晶硅太阳电池成本是非常困难的。

作为单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳电池，其中包括非晶硅薄膜太阳电池，硒铟铜和碲化镉薄膜电池，多晶硅薄膜太阳电池。

在这几种薄膜电池中，最成熟的产品当数非晶硅薄膜太阳电池，在世界上已经有多家公司在生产该种电池的产品，其主要优点是成本低，制备方便，但也存在严重的缺点，即非晶硅电池的不稳定性，其光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，另外非晶硅薄膜太阳电池的效率也较低。

一般在８％到１０％，硒铟铜和碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜电池高，成本较单晶硅电池低，并且易于大规模生产，还没有效率衷减问题，似乎是非晶硅薄膜电池的一种较好的替代品，在美国已有一些公司开始建设这种电池的生产线。

但是这种电池的原材料之一镉对环境有较强的污染，与发展太阳电池的初衷相背离，而且硒、铟、碲等都是较稀有的金属，对这种电池的大规模生产会产生很大的制约。

多晶硅薄膜电池由于所使用的硅量远较单晶硅少，又无效率衷减问题，并用有可能在廉价底材上制备，其成本预期要远低于体单晶硅电池，实验室效率已达１８％，远高于非晶硅薄膜电池的效率。

因此，多晶硅薄膜电池被认为是最有可能替代单晶硅电池和非晶硅薄膜电池的下一代太阳电池，现在已经成为国际太阳能领域的研究热点。

2.多晶硅薄膜太阳电池的研究概况

   多晶硅薄膜太阳电池的研究重点有两个方面，其一是电池衬底的选择，其二是制备电池的工艺和方法，但无论是哪一方面的研究都应满足制备多晶硅薄膜电池的一些基本要求：

（１）低成本（材料和工艺）

（２）高效率

（３）易于产业化

对于衬底的选择必须满足以下一些条件：

（１）低成本

（２）导电（或绝缘，依结构设计而定）

（３）热膨胀系数与硅匹配

（４）非毒性

（５）有一定机械强度

   比较合适的衬底材料为一些硅或铝的的化合物，如SiC，Si3N4，SiO2，Si，Al2O3，SiAlON，Al等，从目前的文献看有以下一些衬底:

（１）单晶硅

（２）多晶硅

（３）石墨包SiC

（４）SiSiC

（５）玻璃碳

（６）SiO2膜

   目前，制备多晶硅薄膜的工艺方法主要有以下几种：

（１）化学气相乘积法（ＣＶＤ法）

（２）等离子体增强化学气相沉积法（ＰＥＣＶＤ法）

（３）液相外延法（ＬＰＥ）

（４）等离子体溅射沉积法

   化学气相沉积（ＣＶＤ）法就是将衬底加热到适当的温度，然后通以反应气体（如ＳＩＨ２ＣＬ２、ＤＩＨＣＬ３、ＳＩＣＬ４、ＳＩＨ４等），在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在衬底表面。

这些反应的温度通常较高，在８００～１２００℃之间。

人们发现，如果直接在非硅底材上用ＣＶＤ法沉积多晶硅，较难形成较大的晶粒，并且容蝗在晶粒之间形成孔隙，对制备较高效率的电池不利。

因此发展了再结晶技术，以提高晶粒尺寸，其具体方法是：

先用低压化学气相沉积（ＬＰＣＶＤ）法在衬底表面形成一层较薄的、重掺杂的非晶硅层，再用高温将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，用这层较薄的大尽寸多晶硅层作为籽晶层，在其上面用ＣＶＤ法生长厚的多晶硅膜。

可以看出，这种ＣＶＤ法制备多晶硅薄膜太阳电池的关键是寻找一种较好的再结晶技术。

到目前为止，再结晶技术主要有以下几种：

（１）固相晶化（ＬＡＲ）法

（２）区熔再结晶（ＺＭＲ）法

（３）激光再结晶（ＬＭＣ）法

   固相晶化法需对非晶硅薄膜进行整体加热，温度要求达到１４１４℃的硅的熔化点。

该法的缺点是整体温度较高，晶粒取向散乱，不易形成柱状结晶。

区熔再结晶法需将非晶硅整体加热至一定温度，通常是１１００℃，再用一个加热条加热局部使其达到熔化状态。

加热条在加热过程中需在非晶硅表面移动。

区熔再结晶法可以得到厘米量级的晶粒，并且在一定的技术处理和工艺条件的配合下可以得到比较一致的晶粒聚向。

激光退火法采用激光束的高温将非晶硅薄膜熔化结晶，以得到多晶硅薄膜。

在这三种方法中以ＺＭＲ法最成功，日本三菱公司用该法制备的电池，效率已达16.42％，德国的ＦＲＯＮＨＡＵＦＥＲ研究所在这方面的研究处于领先水平。

   等离子增强化学气相沉积（ＰＥＣＶＤ）法是利用ＰＥＣＶＤ技术在非硅衬底上制备晶粒较小的多晶硅薄膜的一种方法。

该薄膜是一种Ｐ－Ｉ－Ｎ结构，主要特点是在Ｐ层和Ｎ层之间有一层较厚的多晶硅的本征层（Ｉ层）。

其制备温度很底（１００－２００℃），晶粒很小（～１０－７Ｍ量级），但已属于多晶硅薄膜，几乎没有效率衷减问题。

日本科尼卡公司在１９９４年提出这一方法，目前用这一方法制备的电池，最高效率已达10.7％。

但是，该方法也存在生长速度太慢以及薄膜极易受损等问题，有待今后研究改进。

   液相外延（ＬＰＥ）法就是通过将硅熔融在母液里，降低温度使硅析出成膜的一种方法，美国ASTROPOWER公司和德国ＭＡＸ－ＰＬＡＮＫ研究所对这一技术进行了深入的研究。

前者用ＬＰＥ法制备的电池，效率已达12.2%，但技术细节十分保密。

   等离子体溅射法是一种物理制备法，还很不成熟。

其主要问题也是晶粒的致密度问题。

   除了上述制备薄膜的方法外，在用多晶硅薄膜制备太阳电池器件方面人们也采取了一系列工艺步聚，以提高效率。

这些工艺步聚包括：

（１）衬底的制备和选择

（２）隔离层的制备

（３）籽晶层或匹配层的制备

（４）晶粒的增大

（５）沉积多晶硅薄膜

（６）制备Ｐ－Ｎ结

（７）光学限制：

上下表面结构化，上下表面减反射

（８）电学限制：

制备背场（ＢＳＦ）和前后电极的欧姆接触

（９）制备电极

（１０）钝化：

晶粒间界的钝化和表面钝化

   目前，几乎所有制备体单晶硅高效电池的实验室技术均已用在制备多晶硅薄膜太阳电池的工艺上，甚至还包括一些制备集成电路的方法和工艺。

表１总结了多晶硅薄膜太阳电池的进展情况。

3.北京市太阳能研究所的工作

   北京市太阳能研究所从１９９５年开始研究多晶硅薄膜太阳电池，其目标是跟踪该领域世界发展情况，为今后产业化和降低成本打下坚实的基础，进而赶超世界先进水平。

我们在薄膜太阳电池研究方面主要进行ＣＶＤ法和ＰＥＣＶＤ法研究。

在ＣＶＤ方法的研究方面，我们自行设计加工了一台ＣＶＤ设备，并开展了生长单晶硅和多晶硅薄膜的研究。

在重掺单晶硅衬底上用ＣＶＤ法外延生长得到２０ＵＭ的硅薄膜，在生长的同时掺入硼，使得硅薄膜成Ｐ型。

再通过磷扩散在薄膜上形成Ｐ－Ｎ。

在电池的正表面生长一层１１０ＮＭ的ＳＩＯ２膜，该膜具有减反射和表面钝化的双重作用。

前电极采用光刻栅线的方法在ＳＩＯ２膜上开出电极栅线条，再用热蒸发法制备ＴＩ／ＰＤ／ＡＧ电极。

在衬底的背面蒸镀ＡＬ或ＴＩ／ＰＤ／ＡＧ，得到背电极。

用这种方法得到的硅薄膜电池的效率已达到12.11%。

   在非硅底材上生长多晶硅薄膜的太阳电池的研究方面，我们主要研究在ＳＩＯ２和ＳＩ３Ｎ４膜底材上生长多晶硅薄膜电池。

ＳＩＯ２膜与硅的晶格匹配较好，热膨胀系数也较相近，用ＳＩＯ２作衬底较佳。

首先在ＳＩＯ２膜上直接用ＣＶＤ法沉积薄膜，得到晶粒尽寸为几十微米的多晶硅薄膜，但发现薄膜中晶粒之间有较大的孔隙，这些孔隙导致晶粒之间的电传导减弱，使得下下电极之间极易短路，以致电池效率很低。

我们进一步采用ＬＰＣＶＤ法先在ＳＩＯ２膜生长一层晶粒很小、很薄的多晶硅薄膜，由于采用ＳＩＨ４热分解方法，使得在ＳＩＯ２膜上的选择性生长较弱，晶粒很致密。

以这样一层微晶硅膜作为衬底，用ＣＶＤ法生长多晶硅厚膜，便得到了晶粒较致密的多晶硅薄膜。

但由于作为籽晶层的微晶层中晶粒较小，其上生长的多晶硅薄膜中的晶粒也不大，影响了电池的效率，目前我们正在研制ＺＭＰ设备，以增大晶粒尽寸。

   采用ＣＶＤ法必须有再结晶步聚，而再结晶一般均需很高温度，这样便大大提高了电池生产成本。

我们正在研究能避免再结晶过程的薄膜电池制备方法。

我们发现，在ＳＩ３Ｎ４膜上有ＣＶＤ法直接沉积可以得到很致密的多晶硅膜。

熔融硅对ＳＩＯ２和ＳＩ３Ｎ４的浸润角不同，在ＳＩＯ２上的浸润角为８７度角，而在ＳＩ３Ｎ４膜上为２５度角，这样在生长时就会表现出不同的动力学过程。

在ＳＩＯ２上生长时晶粒趋于收缩，使得晶粒间孔隙较大；而在ＳＩ３Ｎ４膜上生长时，晶粒趋于铺展，使得晶粒间孔隙较小。

我们通过比较这两种衬底上生长的多晶硅膜的扫描电镜图象和Ｘ射线分析，发现这两种薄膜存在较大差异，我们正在研究在这种薄膜上制备电池。

   总之，多晶硅薄膜太阳电池已成为目前世界上光伏领域中最活跃的研究方向，人们期待研究工作获得突破，以大大降低太阳电池的成本，为解决能源和环境问题作出贡献

20世纪太阳能科技发展的回顾与展望

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。

将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。

真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。

20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。

回顾和总结本世纪太阳能科技发展的历程，对21世纪太阳能事业的发展十分有意义，本文对此作了尝试。

1．历史回顾

   近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。

该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器。

在1615年-1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。

这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。

20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段，下面分别予以介绍。

1．1第一阶段1900-1920

   在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。

建造的典型装置有：

1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：

7.36kW；1902-1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。

1．2第二阶段（1920-1945）

   在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界（1935-1945）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

1．3第三阶段（1945-1965）

   在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少，呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。

在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：

1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件；1954年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础。

此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有：

1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。

1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。

1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。

在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。

平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。

太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。

对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

1．4第四阶段门（1965-1973）

这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。

1．5第五阶段（1973-1980）

自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护本国的利益。

其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。

于是，西方一些人惊呼：

世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）。

这次“危机”在客观上使人们认识到：

现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。

从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。

 1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。

日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：

太阳房、