在当今能源短缺和环境问题日益突出的社会背景下，可替代能源科技表现出巨大的应用前景并且被许多国家确定为关乎未来竞争力的战略制高点和科技发展的优先资助领域。本文建立在可替代能源领域的研究基础上，对该领域的创新系统的运行机理、创新主体之间的交互作用进行研究，有助于提高科研决策与管理水平、有助于将具体科学技术与国家目标相结合、有助于制订合理的国家科技发展政策。　　创新是在创新主体及创新要素复杂的非线性交互作用下涌现出来的。创新主体以及创新要素之间的复杂的交互作用形成了复杂的创新体系。复杂创新体系本质上就是复杂创新网络。本论文基于技术创新理论、复杂网络理论等，围绕科技创新能力、复杂创新网络的结构特点、动态演化以及功能机制等研究方向，综合运用科学计量、专利计量、社会网络分析、统计检验方法以及泊松模型和负二项模型等，全面、系统地探讨可替代能源领域的创新，期望得出对交叉的前沿科学与新兴技术领域发展有借鉴意义的结论。本篇论文的主要的研究内容以及结论概括如下:　　第一，本论文基于2000年-2013年之间的太阳能领域的科学论文，利用共词分析的方法探究了两种层次的科学相关性:主题层次的科学相关性（主题和主题之间的相关性）;国家层次的科学相关性（主题和国家之间的相关性），并且对中国和美国进行了比较。我们的科学计量分析结果表明:在分析期间，两个国家科学论文的产出和知识主题的产出都呈现出大的增长。在2010年中国超越美国，成为太阳能领域最大的科学论文产出国。中国和美国在太阳能领域的研究方向差别很大:在美国，“能源效率和环境”发展得更快，而在中国，“太阳能源”处在更为中心的位置。更进一步，我们计算出了中美两国的科学相关性，并分析了科学相关性的动态发展过程，我们通过实证检验发现:科学相关性会负向作用于科学论文产出。　　第二，本论文突破以往研究用单一层次的社会网络视角去研究网络结构对创新绩效的影响。我们探讨国家和城市的多层网络对城市创新绩效的影响。我们建立了国家之间的技术合作网络和城市之间的技术合作网络，利用面板数据和固定效应的负二项回归模型去研究国家合作和城市合作的交互作用对技术创新绩效的影响。结果表明:当国家的中心性和结构洞比较高时，城市中心性和结构洞对创新绩效的正向作用会越强，聚集系数对创新绩效的负向作用会减弱。　　第三，本论文探讨了可替代能源领域的发明景观并实证检验了技术网络嵌入对技术创新的影响。我们考虑了多种类型的网络嵌入，从关系嵌入和结构嵌入的视角去研究嵌入对不同创新绩效的影响。同时，我们把创新区分为探索式创新和利用式创新两种。探索式创新指的是大幅度的激进的创新，利用式创新指的是小幅度的渐进式的创新。我们的研究结果表明:关系嵌入和结构嵌入对利用式创新是正向作用，对探索式创新是倒U型关系的影响。　　第四，我们研究了可替代能源领域的多样性问题，研究表明该领域的发明近年来经历了巨大的增长和多样化。因此，我们致力于研究多样性是如何影响作用于合作网络的增长和变化。在科学合作中，知识工作者会抛弃掉一些老的合作伙伴，也会增加一些新的合作伙伴。我们将多样性区分为合作多样性和知识多样性，研究这两种多样性如何影响合作者的变化。　　第五，为什么公司的合作伙伴以及技术会不断进化？我们利用新出现的合作伙伴和新增长的知识单元去测量公司合作伙伴和技术资源的动态。我们提出多样性（合作和技术多样性）和组织增长（新的合作伙伴和技术单元）之间存在倒U型关系。利用3601个组织从2000年到2012年的专利数据，我们发现太高或者太低的合作多样性会减少新知识的探索，降低新合作关系的可能性。我们的实证结果支持上述理论模型。我们的研究对多样性的文献具有理论意义，也有助于公司的管理者去努力开发有价值的交换伙伴，追求新颖和创新的技术发展。　　第六、公众对环境问题逐渐重视起来，尤其是清洁能源和绿色能源的能源生产方面。其中，风能在世界上，已经成为了可替代能源中发展非常迅速的一种能源。在这样的情况下，风能的技术发展应该给予充分的重视。当风能组织发展风能技术的时候，他们会面临着来自其他风能组织的竞争。那这些风能组织的发展和战略就会受到强烈的影响。我们利用2005年至2014年这10年间的风能专利的数据去测量风能领域的技术竞争。进一步，我们利用社会网络理论去解释竞争网路结构（竞争强度和竞争密度）如何在组织层次影响组织的技术竞争能力和创新绩效。本文中的竞争网络指的是组织间技术资源的相似性。我们利用组织专利中的国际专利分类(IPC)信息来得到组织间技术资源的相似性。我们的研究结果表明风能组织之间的竞争非常密集，非常激烈，只有少数的风能组织（大约10％）可以在下一年提高自身的技术竞争的地位。竞争的强度和组织的技术竞争能力和创新绩效之间是倒U型的关系，而竞争密度对组织的技术竞争能力和创新绩效是正向促进的影响。