能源是人類(lèi)社會(huì)生存與發(fā)展的根基。隨著人類(lèi)社會(huì)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(lái)世界各國(guó)都必須直視的問(wèn)題，因此對(duì)可再生能源的研究和利用上升到空前的戰(zhàn)略地位。太陽(yáng)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(diǎn)，其利用方式重要有太陽(yáng)熱能利用、太陽(yáng)能光伏發(fā)電和光電解制氫等方式。其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電是當(dāng)前太陽(yáng)能領(lǐng)域最受關(guān)注的研究領(lǐng)域。

自1953年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室成功研制出光電轉(zhuǎn)換效率為6%的單晶硅太陽(yáng)電池以來(lái)，類(lèi)型豐富的太陽(yáng)能電池接連問(wèn)世。按照結(jié)晶狀態(tài)，太陽(yáng)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(lèi)型和有機(jī)太陽(yáng)能電池。國(guó)內(nèi)李欣、黃魯成通過(guò)Fisher－Pry模型分析，對(duì)1974－2010年間全球染料敏化太陽(yáng)能光伏技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究；楊中楷、劉佳利用太陽(yáng)能光伏電池?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)知識(shí)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(duì)全球的能值研究熱點(diǎn)進(jìn)行可視化分析。然而，近幾年專(zhuān)門(mén)對(duì)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的分析特別是對(duì)未來(lái)潛在技術(shù)的預(yù)測(cè)研究相對(duì)較少，本文將通過(guò)太陽(yáng)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(cè)太陽(yáng)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(guó)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(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的一種專(zhuān)門(mén)用于文獻(xiàn)信息可視化分析的應(yīng)用程序。通過(guò)繪制研究文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)知識(shí)圖譜，探測(cè)和分析學(xué)科研究前沿隨著時(shí)間相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)以及研究前沿與其知識(shí)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(diǎn)判斷關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合聚類(lèi)功能探測(cè)潛在的技術(shù)。根據(jù)2014年的JCR報(bào)告信息，選擇科學(xué)主題分類(lèi)（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(yáng)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(yáng)能領(lǐng)域的5個(gè)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(lái)分析探測(cè)引起太陽(yáng)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(guó)ISI（科學(xué)情報(bào)研究所）的WebOfScience數(shù)據(jù)庫(kù)。

1、關(guān)鍵技術(shù)分析

首先通過(guò)CiteSpace軟件對(duì)太陽(yáng)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(cè)，增強(qiáng)可比性，我們選擇時(shí)間切片（TimeSlicing）為2，即以每2年為單位來(lái)計(jì)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(diǎn)顯示的閾值設(shè)置中，由于期刊在載文數(shù)量上隨時(shí)間呈上升趨勢(shì)，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(xiàng)較為合理。我們?cè)O(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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，得到了一個(gè)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(diǎn)的大小代表共被引頻次，節(jié)點(diǎn)圓環(huán)的厚度代表在時(shí)間區(qū)間內(nèi)的被引次數(shù)。我們可以看到在同一時(shí)間區(qū)間內(nèi)共被引連線的數(shù)量要明顯多于不同時(shí)區(qū)之間的連線，這表明了在同一時(shí)區(qū)內(nèi)研究主題的聚類(lèi)特點(diǎn)還是比較明顯的。一般情況下，在一個(gè)聚類(lèi)比較明顯的網(wǎng)絡(luò)中，很容易識(shí)別聚類(lèi)之間的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵連線。

可視化分析結(jié)果（見(jiàn)圖1）顯示，太陽(yáng)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(jiàn)圖1左下），這一時(shí)期關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)相對(duì)分散，雖然出現(xiàn)了比較明顯的節(jié)點(diǎn)，但并未形成主導(dǎo)趨勢(shì)，這是因?yàn)樵摃r(shí)期太陽(yáng)能電池研究尚處于萌芽階段。1954年，在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生了第一個(gè)太陽(yáng)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(guò)1%。