能源是人類社會生存與發(fā)展的根基。隨著人類社會的快速發(fā)展，能源大量消耗導(dǎo)致的能源短缺和環(huán)境污染，是當(dāng)前以及未來世界各國都必須直視的問題，因此對可再生能源的研究和利用上升到空前的戰(zhàn)略地位。太陽能既是一次能源，也是最重要的可再生能源之一，具有資源豐富，分布廣泛等優(yōu)點，其利用方式重要有太陽熱能利用、太陽能光伏發(fā)電和光電解制氫等方式。其中太陽能光伏發(fā)電是當(dāng)前太陽能領(lǐng)域最受關(guān)注的研究領(lǐng)域。

自1953年美國貝爾實驗室成功研制出光電轉(zhuǎn)換效率為6%的單晶硅太陽電池以來，類型豐富的太陽能電池接連問世。按照結(jié)晶狀態(tài)，太陽能電池可分為結(jié)晶薄膜式和非結(jié)晶薄膜式；按照材料可分為硅薄膜型、多元化合物薄膜型、聚合物多層修飾電極型、納米晶類型和有機(jī)太陽能電池。國內(nèi)李欣、黃魯成通過Fisher－Pry模型分析，對1974－2010年間全球染料敏化太陽能光伏技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行研究；楊中楷、劉佳利用太陽能光伏電池數(shù)據(jù)，通過知識圖譜方法展現(xiàn)了技術(shù)沿革的歷史脈絡(luò)；李春發(fā)；曹瑩瑩利用CiteSpace軟件對全球的能值研究熱點進(jìn)行可視化分析。然而，近幾年專門對太陽能電池領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的分析特別是對未來潛在技術(shù)的預(yù)測研究相對較少，本文將通過太陽能電池領(lǐng)域的期刊文獻(xiàn)，利用共被引網(wǎng)絡(luò)方法，探測太陽能電池領(lǐng)域近十年發(fā)展歷程中關(guān)鍵技術(shù)和潛在技術(shù)。

CiteSpace軟件是美國Drexel大學(xué)的ChaomeiChen博士在引文分析理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)用JAVA計算機(jī)編程語言開發(fā)的一種專門用于文獻(xiàn)信息可視化分析的應(yīng)用程序。通過繪制研究文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)知識圖譜，探測和分析學(xué)科研究前沿隨著時間相關(guān)的動態(tài)變化趨勢以及研究前沿與其知識基礎(chǔ)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不同研究前沿之間的內(nèi)部聯(lián)系，本研究基于CiteSpace繪制的文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)關(guān)鍵節(jié)點判斷關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合聚類功能探測潛在的技術(shù)。根據(jù)2014年的JCR報告信息，選擇科學(xué)主題分類（SubjectCategory）中的能源與燃料（ENERGY＆FU-ELS）領(lǐng)域。該領(lǐng)域覆蓋了非可再生能源（例如木材、煤炭、石油和天然氣）和可再生能源（例如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎退埽┑陌l(fā)展、生產(chǎn)、應(yīng)用、轉(zhuǎn)化以及管理等方面。本文選取了太陽能領(lǐng)域的5個代表性期刊，數(shù)據(jù)檢索策略如表1所示：

我們將利用上述5種期刊，來分析探測引起太陽能領(lǐng)域研究轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵技術(shù)。相關(guān)的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)下載于美國ISI（科學(xué)情報研究所）的WebOfScience數(shù)據(jù)庫。

1、關(guān)鍵技術(shù)分析

首先通過CiteSpace軟件對太陽能領(lǐng)域的期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行引文共被引（文獻(xiàn)共被引）可視化分析（DocumentCo－citationNetwork）。在參數(shù)選擇中，為了使文獻(xiàn)的被引次數(shù)容易觀測，增強(qiáng)可比性，我們選擇時間切片（TimeSlicing）為2，即以每2年為單位來計算文獻(xiàn)的被引用頻次的變化。在分析模塊（Modeling），選擇文獻(xiàn)共被引分析（CitedReference）。共被引文獻(xiàn)間的連線強(qiáng)度（LinksStrength）選擇夾角余弦（Cosine）。在節(jié)點顯示的閾值設(shè)置中，由于期刊在載文數(shù)量上隨時間呈上升趨勢，根據(jù)布拉德福定律（B.C.Bradford）的文獻(xiàn)分散理論，核心期刊區(qū)域與相關(guān)期刊區(qū)域成等比關(guān)系（1∶n∶n2……），因此選擇百分比N%作為閾值選項較為合理。我們設(shè)定顯示被引次數(shù)排在前0.5%的文獻(xiàn)，出現(xiàn)文獻(xiàn)樣本數(shù)量如表2所示。

利用Citespace軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，得到了一個結(jié)構(gòu)非常清晰的共被引網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示，其中節(jié)點的大小代表共被引頻次，節(jié)點圓環(huán)的厚度代表在時間區(qū)間內(nèi)的被引次數(shù)。我們可以看到在同一時間區(qū)間內(nèi)共被引連線的數(shù)量要明顯多于不同時區(qū)之間的連線，這表明了在同一時區(qū)內(nèi)研究主題的聚類特點還是比較明顯的。一般情況下，在一個聚類比較明顯的網(wǎng)絡(luò)中，很容易識別聚類之間的關(guān)鍵節(jié)點和關(guān)鍵連線。

可視化分析結(jié)果（見圖1）顯示，太陽能領(lǐng)域研究形成了清晰的文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)，整體上反映了該領(lǐng)域從分散到集中、從基礎(chǔ)到應(yīng)用的發(fā)展脈絡(luò)。

20世紀(jì)90年代以前，其文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)呈網(wǎng)狀分布（見圖1左下），這一時期關(guān)鍵節(jié)點相對分散，雖然出現(xiàn)了比較明顯的節(jié)點，但并未形成主導(dǎo)趨勢，這是因為該時期太陽能電池研究尚處于萌芽階段。1954年，在貝爾實驗室誕生了第一個太陽能電池。1960年前后，H.Gerischer等人發(fā)現(xiàn)染料吸附在半導(dǎo)體上并在一定條件下能出現(xiàn)電流，這成為光電化學(xué)電池的重要研究基礎(chǔ)。在隨后的30年間，H.Gerischer等研究了各種染料敏化劑與半導(dǎo)體納米晶間光敏化用途，但是研究出現(xiàn)的光電轉(zhuǎn)換效率始終未超過1%。