现有产业化电池中，除聚光电池以外晶硅电池的转换效率最高，实验室级别单晶转换效率25%、多晶硅转换效率20.3%，目前产业上平均单晶转换效率17.5%～18%，多晶硅转换效率16.5%～17%。晶体硅电池是目前最成熟的一种电池技术，占据最大的市场份额，在未来几十年内还将继续占据着最大市场份额。晶体硅电池的制造过程概括为：硅提纯→铸锭/拉棒→切片→清洗→制绒→扩散→去边→二次清洗→氮化硅薄膜衬底→丝网印刷→烧结→测试。

晶体硅电池技术发展最为成熟，所使用设备由于可以借鉴半导体行业的现成经验，因而也相对比较成熟。在晶体硅电池产业方面，我国处于国际领先位置，表现在制造水平较高、生产成本最低。

图7-2所示为晶体硅电池技术雷达图分析。从图中看出，晶体硅电池的转换效率比较高，原材料供应也非常丰富，相对技术比较成熟，适于产业化发展。

晶体硅电池产业发展的方向为降低成本，表现为通过制造工艺改进、材料性能改进和电池结构改进实现转换效率提高、制造工艺简化和材料成本降低。结合北京光伏产业发展目标及特点，北京光伏产业发展的技术壁垒总结为：①新结构高效电池的产业化；②关键设备的国产化；③原材料的质量改进和成本降低。

技术壁垒1：新结构高效电池的产业化

晶体硅电池的实验室最高转换效率为25%，目前产业化效率为17.5%，这中间的巨大差距主要来自于原材料、电池制造技术及电池结构。据推测，随着生产设备及原材料（包括硅材料及生产辅助材料）的不断改进成熟，传统结构电池的产业化电池转换效率最高只能达到18.6%，进一步的提升将依赖于电池结构的改进。

国际上具有产业化前景的新结构电池分别有选择性发射极电池、异质结电池、背面主栅电池及N型电池。

选择性发射极电池的关键在于选择性发射极和电极的制备。国际上主流的已经产业化的选择性发射极电池制备途径有激光掺杂法、二次扩散法及硅墨水法。其中硅墨水法需要开发特殊的硅墨水。

图7-2 晶体硅电池技术雷达图分析

表7-1给出了北京在高效电池产业化方面的实力分析。在未来5年内，北京具有实现某一种或两种高效电池产业化技术的实力。在几种高效电池路径中，尤其是激光掺杂电池和异质结电池北京具有较好研发基础，研发水平国内领先。

表7-1 北京在高效电池技术难度与北京的实力分析

几种结构电池技术的工艺流程见表7-2。

表7-2 几种结构电池技术的路径

技术壁垒2：关键设备的国产化(www.daowen.com)

关键设备通常指生产线上技术复杂度高的且对整条生产线的稳定性有较大影响的几种设备，如PECVD设备、烧结炉和全自动丝印机、自动分选机、自动装片机等。

我国在关键设备制造上的能力较弱，主要依赖进口。虽然在近几年，我国光伏设备制造能力得到了明显提升，但是主要集中在一些技术含量相对较低的设备上，所有已国产化的设备在整线价值中所占的比重低于少数的几个没有国产化的关键设备。因而，关键设备的国产化也是降低电池成本，提高我国电池竞争力的关键因素。

北京的设备制造能力在国内领先，在几种关键设备上已经都有突破。表7-3总结了北京在关键设备国产化研发项目上的基础。

表7-3 设备制造方面技术难度与北京实力分析

技术壁垒3：高质量低成本原材料制造

进入光伏市场流通的光伏产品主要为组件，从电池生产到组件制备完成涉及多种多样的原材料。在原材料方面除了银浆和封装背板外，大部分使用的原材料都已经国产化。从电池生产到组件完成涉及制约电池转换效率提升或成本降低的原材料状况归纳于表7-4。

表7-4 材料制造方面的技术难度与北京实力分析

根据以上分析，可得出北京光伏产业发展所面临技术壁垒的优先级排序，见表7-5。

表7-5 北京光伏产业发展所面临壁垒优先级排序

图7-3按照研发项目的技术难度、北京研发基础及对北京光伏产业的重要性给出了研发项目的优先级排序。

图7-3 晶体硅电池技术研发项目分析