摘要：太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能儲蓄電池接收太陽輻射能源轉(zhuǎn)化為可供千家萬戶生活、生產(chǎn)的電能，是當前一種重要的電能來源。

關鍵詞：光伏發(fā)電；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

1、前言

不完全統(tǒng)計太陽每秒鐘輻射到達地面的能量可高達80萬千瓦。如果把地球表面0.1%的太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能來計算（轉(zhuǎn)變率為5%），那么每年的總發(fā)電量可達5.6×10[9]mW·h，其相當于世界上所有能耗的40倍。因此，太陽能發(fā)電技術具有廣闊的發(fā)展前景。

2、太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

1954年美國貝爾研究所的PEARSON等3位科學??家在美國首次研制成功了實用的單晶硅太陽能電池，從此誕生了將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術.20世紀70年代，發(fā)達國家以國家級計劃積極研究開發(fā)太陽能發(fā)電，其中日本于1974年開始的國家“陽光計劃”尤為突出.20世紀80年代后期，太陽能電池的種類不斷增多，應用范圍不斷擴大，20世紀90年代光伏發(fā)電迅速發(fā)展。年德國率先提出并實施“一千屋頂計劃”，1997年美國宣布實施“百萬太陽能屋頂計劃”，1999年1月德國又開始實施“十萬屋頂計劃”，2000年安裝光伏容量超過40兆瓦。

進入21世紀的今天，太陽能光伏發(fā)電這種新興的產(chǎn)業(yè)開始向民用領域滲透，最明顯的是在民用建筑設計，施工中的應用，在船舶，交通樞紐等運輸業(yè)中也有2008應用。年的國家鳥巢體育館擁有100kWp并網(wǎng)光伏電站；深圳國際園林花卉博覽園擁有1MWp的并網(wǎng)光伏電站；上海世博園區(qū)中國館和主題館擁有的3MWp的并網(wǎng)光伏電站；2009世運會主場館在看臺的屋頂上安裝了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，裝機容量為1027kW；呼和浩特東站的站房安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流峰值總功率為132.48kW；山西省腫瘤醫(yī)院2011年建設實施的2007年中國沉陽太陽能混合動力游船問世太陽能混合動力光伏發(fā)電在中國國內(nèi)大型交通樞紐中應用較多，如上海虹橋樞紐光伏發(fā)電裝機容量達6.57兆瓦，杭州東站樞紐光伏發(fā)電裝機容量達10MW，南京南站樞紐光伏發(fā)電裝機容量達10.67MW等。

3、太陽能光伏發(fā)展的趨勢

3.1提高光電轉(zhuǎn)換效率，降低電池材料成本

3.1.1提高光電轉(zhuǎn)換效率的材料

在電池制作中，一般都采用表面織構(gòu)化、發(fā)射區(qū)鈍化、分區(qū)摻雜等技術，開發(fā)的電池主要有平面單晶硅電池和刻槽埋柵電極單晶硅電池，從理論研究看，在陽光集中輻照時，利用希澤光電效應可能達到的光電轉(zhuǎn)換效率的極限值為63.2%，但只有使用理想的材料才能達到。若使晶體結(jié)構(gòu)中形成的缺陷能準確無誤地出現(xiàn)在所需要的地方，實際上也很難做到。德國科學家正在進行這方面的實驗，他們在單晶硅中摻入稀土金屬元素鉺（Er）來制造太陽電池，以測試它對轉(zhuǎn)換效率可能產(chǎn)生的影響，德國夫朗霍費費萊堡太陽能系統(tǒng)研究所保持著世界領先水平。該研究所采用光刻照相技術將電池表面織構(gòu)化，制成倒金字塔結(jié)構(gòu)。并在表面把一個13nm厚的氧化物鈍化層與兩層減反射涂層相結(jié)合。通過改進了的電鍍過程增加柵極的寬度和高度的比率：通過以上制得的電池轉(zhuǎn)化效率超過23%，是大值可達23.3%。Kyocera公司制備的大面積（225cm2）單電晶太陽能電池轉(zhuǎn)換效率為19.44%。

3.1.2降低目前主流光伏電池材料的成本

降低硅材料用量是降低價格的主要途徑。目前，太陽電池材料主要以硅材料為主，但是硅材料還面臨著許多問題，多晶硅產(chǎn)業(yè)上游環(huán)節(jié)技術壁壘高、投入大、量產(chǎn)時間長、市場風險高，因此不僅要尋找更為方便易行的硅材料提純技術以擴大生產(chǎn)，而且要采用新技術，在獲得同樣電能的基礎上減少硅材料用量。而與晶體硅電池相比，薄膜電池在效率與成本方面改善的空間更大，多晶硅價格的上漲會增加薄膜電池的成本優(yōu)勢。

3.2提高光伏發(fā)電的面積

3.2.1提高建筑光伏發(fā)電面積

大量的建筑屋頂都是沒有充分的利用，應建立建筑相結(jié)合的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，主要形式是城市并網(wǎng)發(fā)電的屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。在我國東部沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，用電量大，對光伏發(fā)電能力需求強；同時目前我國光伏產(chǎn)業(yè)主要集中在東部省份，光伏產(chǎn)業(yè)對當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展起著重要作用，在城市建設屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)（BAPV）及光伏建筑一體化集成光伏系統(tǒng)（BIPV），對于城市的供電與節(jié)能起到很好的作用。《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出，到2020年安裝建筑光伏2萬套，累計安裝100萬千瓦。

3.2.2提高地面光伏發(fā)電

在世界各地的沙漠、戈壁、荒漠都可以大面積的利用，比如在我國有約264萬平方公里的荒漠資源，其中干旱區(qū)荒漠化土地面積為250多萬平方公里；主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū)，其年總輻射在1600-2300千瓦時/平方米。在內(nèi)蒙古的鄂爾多斯、甘肅的河西走廊綠洲邊緣、新疆的塔克拉瑪干沙漠邊緣、晉西北及陜北等靠近電力線路和負荷中心，還有很好的旅游資源，可以作為大型并網(wǎng)光伏項目的起步區(qū)域。隨著電力輸送技術和儲能技術的發(fā)展，大規(guī)模沙漠、戈壁、荒漠光伏電站將必然成為未來的電力基地。

3.2.3光熱發(fā)電

太陽能光熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機的工藝，從而達到發(fā)電的目的。采用太陽能光熱發(fā)電技術，避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，可以大大降低太陽能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽能利用還有一個其他形式的太陽能轉(zhuǎn)換所無法比擬的優(yōu)勢，即太陽能所燒熱的水可以儲存在巨大的容器中，在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發(fā)電。光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)布局應當注重資源優(yōu)勢、優(yōu)勢的合理利用，有條件的可綜合利用多種可再生能源，互補發(fā)電，甚至也可考慮與熱電站聯(lián)合運行。

4、結(jié)束語

綜上所述，隨著光伏發(fā)電技術的不斷成熟、光伏組件成本的不斷降低、國家政策的大力扶持，中國的太陽光伏發(fā)電將會得到快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]李勝茂.2011～2015年中國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預測報告[R].中國投資咨詢網(wǎng)，2011，（24）.

[2]李安定.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程[M].北京：北京工業(yè)大學出版社，2016