太陽(yáng)能電池又稱為“
太陽(yáng)能芯片”或
“光電池”，是一種利用
太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生
電流。在物理學(xué)上稱為
太陽(yáng)能光伏（Photovoltaic，縮寫為
PV），簡(jiǎn)稱
光伏。
太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的晶硅太陽(yáng)能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實(shí)施太陽(yáng)能電池則還處于萌芽階段。
數(shù)據(jù)顯示2012年，我國(guó)太陽(yáng)能電池繼續(xù)保持產(chǎn)量和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力愈益增強(qiáng)。
隨著太陽(yáng)能電池行業(yè)的不斷發(fā)展，內(nèi)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加劇，大型太陽(yáng)能電池企業(yè)間并購(gòu)整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，特別是對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)品購(gòu)買者的深入研究。正因?yàn)槿绱?，一大批?guó)內(nèi)優(yōu)秀的太陽(yáng)能電池品牌迅速崛起，逐漸成為太陽(yáng)能電池行業(yè)中的翹楚。
術(shù)語(yǔ)“光生伏特（Photovoltaics）”來(lái)源于希臘語(yǔ)，意思是
光、
伏特和
電氣的，來(lái)源于意大利物理學(xué)家亞歷山德羅·伏特的名字，在亞歷山德羅·伏特以后“伏特”便作為電壓的單位使用
以太陽(yáng)能發(fā)展的歷史來(lái)說(shuō)，光照射到材料上所引起的“光起電力”行為，早在19世紀(jì)的時(shí)候就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了。
1839年，光生伏特效應(yīng)第一次由法國(guó)
物理學(xué)家A.E.Becquerel發(fā)現(xiàn)。1849年術(shù)語(yǔ)“光－伏”才出現(xiàn)在英語(yǔ)中。
1883年第一塊
太陽(yáng)電池由Charles Fritts制備成功。Charles用硒半導(dǎo)體上覆上一層極薄的金層形成半導(dǎo)體金屬結(jié)，器件只有1%的效率。
1946年Russell Ohl申請(qǐng)了現(xiàn)代太陽(yáng)電池的制造專利。
到了20世紀(jì)50年代，隨著半導(dǎo)體物性的逐漸了解，以及加工技術(shù)的進(jìn)步，1954年當(dāng)美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室在用半導(dǎo)體做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在硅中摻入一定量的雜質(zhì)后對(duì)光更加敏感這一現(xiàn)象后，第一個(gè)太陽(yáng)能電池在1954年誕生在
貝爾實(shí)驗(yàn)室。太陽(yáng)電池技術(shù)的時(shí)代終于到來(lái)。
自20世紀(jì)58年代起，美國(guó)發(fā)射的人造衛(wèi)星就已經(jīng)利用太陽(yáng)能電池作為能量的來(lái)源。
1973年發(fā)生了石油危機(jī)，人們開(kāi)始把太陽(yáng)能電池的應(yīng)用轉(zhuǎn)移到一般的民生用途上。
在這些國(guó)家中，美國(guó)于1983年在
加州建立世界上最大的太陽(yáng)能電廠，它的
發(fā)電量可以高達(dá)16百萬(wàn)瓦特。
南非、
博茨瓦納、
納米比亞和非洲南部的其他國(guó)家也設(shè)立專案，鼓勵(lì)偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村地區(qū)安裝低成本的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。
而推行
太陽(yáng)能發(fā)電最積極的國(guó)家首推日本。1994年日本實(shí)施補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)辦法，推廣每戶3,000瓦特的“市電并聯(lián)型太陽(yáng)光電能系統(tǒng)”。在第一年，政府補(bǔ)助49%的經(jīng)費(fèi)，以后的補(bǔ)助再逐年遞減。“市電并聯(lián)型太陽(yáng)光
電能系統(tǒng)”是在
日照充足的時(shí)候，由太陽(yáng)能電池提供電能給自家的
負(fù)載用，若有多余的電力則另行儲(chǔ)存。當(dāng)發(fā)電量不足或者不發(fā)電的時(shí)候，所需要的電力再由電力公司提供。到了1996年，日本有2,600戶裝置太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，裝設(shè)總?cè)萘恳呀?jīng)有8百萬(wàn)瓦特。一年后，已經(jīng)有9,400戶裝置，裝設(shè)的總?cè)萘恳策_(dá)到了32百萬(wàn)瓦特。隨著環(huán)保意識(shí)的高漲和政府補(bǔ)助金的制度，預(yù)估日本住家用太陽(yáng)能電池的需求量，也會(huì)急速增加。
在中國(guó)，太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)亦得到政府的大力鼓勵(lì)和資助。2009年3月，財(cái)政部宣布擬對(duì)太陽(yáng)能光電建筑等大型
太陽(yáng)能工程進(jìn)行補(bǔ)貼。
原理
太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體
p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)內(nèi)建
電場(chǎng)的作用下，光生空穴流向p區(qū)，光生電子流向n區(qū)，接通電路后就產(chǎn)生電流。這就是
光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。
太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。
光—熱—電轉(zhuǎn)換
光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由
太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)
汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光—熱轉(zhuǎn)換過(guò)程；后一個(gè)過(guò)程是熱—電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與普通的
火力發(fā)電一樣。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。
光—電直接轉(zhuǎn)換
太陽(yáng)能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質(zhì)制成的。黑體(如太陽(yáng))輻射出不同波長(zhǎng)(對(duì)應(yīng)于不同頻率)的電磁波， 如
紅外線、
紫外線、可見(jiàn)光等等。當(dāng)這些射線照射在不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體上，光子與導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的自由電子作用產(chǎn)生電流。射線的波長(zhǎng)越短，頻率越高，所具有的能量就越高，例如紫外線所具有的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅外線。但是并非所有波長(zhǎng)的射線的能量都能轉(zhuǎn)化為電能，值得注意的是光電效應(yīng)于射線的強(qiáng)度大小無(wú)關(guān)，只有頻率達(dá)到或超越可產(chǎn)生光電效應(yīng)的閾值時(shí)，電流才能產(chǎn)生。能夠使半導(dǎo)體產(chǎn)生光電效應(yīng)的光的最大波長(zhǎng)同該半導(dǎo)體的禁帶寬度相關(guān)，譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV，因此必須波長(zhǎng)小于1100nm的光線才可以使晶體硅產(chǎn)生光電效應(yīng)。 太陽(yáng)電池發(fā)電是一種可再生的環(huán)保發(fā)電方式，發(fā)電過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等
溫室氣體，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。按照制作材料分為硅基半導(dǎo)體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機(jī)材料電池等。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無(wú)定形硅薄膜電池等。對(duì)于太陽(yáng)電池來(lái)說(shuō)最重要的參數(shù)是
轉(zhuǎn)換效率，在實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的硅基太陽(yáng)能電池中，
單晶硅電池效率為25.0%，
多晶硅電池效率為20.4%，CIGS薄膜電池效率達(dá)19.6%，CdTe薄膜電池效率達(dá)16.7%，非晶硅（無(wú)定形硅）薄膜電池的效率為10.1%
太陽(yáng)電池是一種可以將能量轉(zhuǎn)換的光電元件，其基本構(gòu)造是運(yùn)用P型與N型半導(dǎo)體接合而成的。半導(dǎo)體最基本的材料是“硅”，它是不導(dǎo)電的，但如果在半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，就可以做成P型與N型半導(dǎo)體，再利用P型半導(dǎo)體有個(gè)空穴(P型半導(dǎo)體少了一個(gè)帶負(fù)電荷的電子，可視為多了一個(gè)
正電荷)，與N型半導(dǎo)體多了一個(gè)自由電子的電位差來(lái)產(chǎn)生電流，所以當(dāng)太陽(yáng)光照射時(shí)，光能將硅原子中的電子激發(fā)出來(lái)，而產(chǎn)生電子和空穴的對(duì)流，這些電子和空穴均會(huì)受到內(nèi)建電位的影響，分別被N型及P型半導(dǎo)體吸引，而聚集在兩端。此時(shí)外部如果用電極連接起來(lái)，形成一個(gè)回路，這就是太陽(yáng)電池發(fā)電的原理。
簡(jiǎn)單的說(shuō)，太陽(yáng)光電的發(fā)電原理，是利用太陽(yáng)電池吸收0.4μm～1.1μm波長(zhǎng)(針對(duì)硅晶)的太陽(yáng)光，將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。
由于太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電是
直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉(zhuǎn)換器，換成交流電，才能供電至家庭用電或工業(yè)用電。
太陽(yáng)能電池的充電發(fā)展太陽(yáng)能電池應(yīng)用在消費(fèi)性商品上，大多有充電的問(wèn)題，過(guò)去一般的充電對(duì)象采用
鎳氫或鎳鎘干電池，但是鎳氫干電池?zé)o法抗高溫，鎳鎘干電池有環(huán)保污染的問(wèn)題。超級(jí)電容發(fā)展快速，容量超大，面積反縮小，加上價(jià)格低廉，因此有部份太陽(yáng)能產(chǎn)品開(kāi)始改采超級(jí)電容為充電對(duì)象，因而改善了太陽(yáng)能充電的許多問(wèn)題：
-
充電較快速，
-
壽命長(zhǎng)5倍以上，
-
充電溫度范圍較廣，
-
減少太陽(yáng)能電池用量(可低壓充電) 。
電池組件
太陽(yáng)能電池組件構(gòu)成及各部分功能——
1）
鋼化玻璃其作用為保護(hù)發(fā)電主體（如電池片），透光其選用是有要求的： 1.透光率必須高（一般91%以上）；2.超白鋼化處理。
2）
EVA 用來(lái)粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體（如電池片），透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發(fā)黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發(fā)電質(zhì)量除了EVA本身的質(zhì)量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠連度不達(dá)標(biāo)，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強(qiáng)度不夠，都會(huì)引起EVA提早老化，影響組件壽命。主要粘結(jié)封裝發(fā)電主體和背板。
3）
電池片主要作用就是發(fā)電，發(fā)電主體市場(chǎng)上主流的是晶體硅太陽(yáng)電池片、薄膜太陽(yáng)能電池片，兩者各有優(yōu)劣。晶體硅太陽(yáng)能電池片,設(shè)備成本相對(duì)較低，光電轉(zhuǎn)換效率也高，在室外陽(yáng)光下發(fā)電比較適宜，但消耗及電池片成本很高；薄膜太陽(yáng)能電池，消耗和電池成本很低，弱光效應(yīng)非常好，在普通燈光下也能發(fā)電，但相對(duì)設(shè)備成本較高，光電轉(zhuǎn)化效率相對(duì)晶體硅電池片一半多點(diǎn)，如計(jì)算器上的太陽(yáng)能電池。
4）
背板作用，密封、絕緣、防水（一般都用TPT、
TPE等材質(zhì)必須耐老化，大部分組件廠家都是質(zhì)保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒(méi)問(wèn)題，關(guān)鍵就在與背板和硅膠是否能達(dá)到要求。）
5）
鋁合金保護(hù)層壓件，起一定的密封、支撐作用。
6）
接線盒保護(hù)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)，起到電流中轉(zhuǎn)站的作用，如果組件短路接線盒自動(dòng)斷開(kāi)短路電池串，防止燒壞整個(gè)系統(tǒng)接，線盒中最關(guān)鍵的是
二極管的選用，根據(jù)組件內(nèi)電池片的類型不同，對(duì)應(yīng)的二極管也不相同。
7）硅膠密封作用，用來(lái)密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處。有些公司使用雙面膠條、泡棉來(lái)替代硅膠，國(guó)內(nèi)普遍使用硅膠，工藝簡(jiǎn)單，方便，易操作，而且成本很低。
基本特性
太陽(yáng)能電池的基本特性有太陽(yáng)能電池的極性、太陽(yáng)電池的性能參數(shù)、太陽(yáng)能電環(huán)保電池的伏安特性三個(gè)基本特性。具體解釋如下
1、太陽(yáng)能電池的極性
硅太陽(yáng)能電池的一般制成P+/N型結(jié)構(gòu)或N+/P型結(jié)構(gòu)，P+和N+，表示太陽(yáng)能電池正面光照層半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型;N和P，表示太陽(yáng)能電池背面襯底半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型。太陽(yáng)能電池的電性能與制造電池所用半導(dǎo)體材料的特性有關(guān)。
2、太陽(yáng)電池的性能參數(shù)
太陽(yáng)電池的性能參數(shù)由開(kāi)路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等組成。這些參數(shù)是衡量太陽(yáng)能電池性能好壞的標(biāo)志。
3 太陽(yáng)能電池的伏安特性
P-N結(jié)太陽(yáng)能電池包含一個(gè)形成于表面的淺P-N結(jié)、一個(gè)條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個(gè)涵蓋整個(gè)背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當(dāng)電池暴露于太陽(yáng)光譜時(shí)，能量小于禁帶寬度Eg的光子對(duì)電池輸出并無(wú)貢獻(xiàn)。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會(huì)對(duì)電池輸出貢獻(xiàn)能量Eg，小于Eg的能量則會(huì)以熱的形式消耗掉。因此，在太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，必須考慮這部分熱量對(duì)電池穩(wěn)定性、壽命等的影響。
性能參數(shù)
1、開(kāi)路電壓
開(kāi)路電壓UOC：即將太陽(yáng)能電池置于AM1.5光譜條件、100 mW/cm2的光源強(qiáng)度照射下，在兩端開(kāi)路時(shí)，太陽(yáng)能電池的輸出電壓值。
2、短路電流
短路電流ISC：就是將太陽(yáng)能電池置于AM1.5光譜條件、100 mW/cm2的光源強(qiáng)度照射下，在輸出端短路時(shí)，流過(guò)太陽(yáng)能電池兩端的電流值。
3、最大輸出功率
太陽(yáng)能電池的工作電壓和電流是隨負(fù)載電阻而變化的，將不同阻值所對(duì)應(yīng)的工作電壓和電流值做成曲線就得到太陽(yáng)能電池的伏安特性曲線。如果選擇的負(fù)載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積最大，即可獲得最大輸出功率，用符號(hào)Pm表示。此時(shí)的工作電壓和工作電流稱為最佳工作電壓和最佳工作電流，分別用符號(hào)Um和Im表示。
太陽(yáng)能電池的另一個(gè)重要參數(shù)是填充因子FF（fill factor），它是最大輸出功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積之比。
FF： 是衡量太陽(yáng)能電池輸出特性的重要指標(biāo)， 是代表太陽(yáng)能電池在帶最佳負(fù)載時(shí)， 能輸出的最大功率的特性，其值越大表示太陽(yáng)能電池的輸出功率越大。FF 的值始終小于1。串、并聯(lián)電阻對(duì)填充因子有較大影響。串聯(lián)電阻越大，短路電流下降越多，填充因子也隨之減少的越多；并聯(lián)電阻越小，其分電流就越大，導(dǎo)致開(kāi)路電壓就下降的越多，填充因子隨之也下降的越多。
5、轉(zhuǎn)換效率
太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率指在外部回路上連接最佳負(fù)載電阻時(shí)的最大能量轉(zhuǎn)換效率，等于太陽(yáng)能電池的輸出功率與入射到太陽(yáng)能電池表面的能量之比。太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數(shù)，它與電池的結(jié)構(gòu)、結(jié)特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān)。
功率計(jì)算
太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源，就要根據(jù)用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個(gè)小時(shí)為例，介紹一下計(jì)算方法：
1.首先應(yīng)計(jì)算出每天消耗的瓦時(shí)數(shù)(包括逆變器的損耗)：
若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%，則當(dāng)輸出功率為100W時(shí)，則實(shí)際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%≈111W；若按每天使用5小時(shí)，則耗電量為111W×5h=555Wh。
-
計(jì)算太陽(yáng)能電池板：
按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)計(jì)算，再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗，太陽(yáng)能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過(guò)程中，太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
太陽(yáng)能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電于轉(zhuǎn)換反應(yīng)，根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)能電池可分為：1、硅太陽(yáng)能電池；2、以無(wú)機(jī)鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；3、功能高分子材料制備的太陽(yáng)能電池；4、納米晶太陽(yáng)能電池等。
應(yīng)用現(xiàn)狀
據(jù)Dataquest的統(tǒng)計(jì)資料顯示，全世界共有136 個(gè)國(guó)家投入普及應(yīng)用太陽(yáng)能電池的熱潮中，其中有95 個(gè)國(guó)家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽(yáng)能電池的研制開(kāi)發(fā)，積極生產(chǎn)各種相關(guān)的節(jié)能新產(chǎn)品。1998年，全世界生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池，其總的發(fā)電量達(dá)100
光伏發(fā)電
0兆瓦，1999年達(dá) 2850兆瓦。根據(jù)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)EPIA2008年的預(yù)測(cè)，如果按照2007年全球裝機(jī)容量為2.4GW來(lái)計(jì)算，2010年全球的年裝機(jī)容量將達(dá)到6.9GW,2020年和2030年將分別達(dá)到56GW和281GW，2010年全球累計(jì)裝機(jī)容量為25.4GW，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到278GW，2030年達(dá)到1864GW。全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)量以
年均復(fù)合增長(zhǎng)率47%的速度迅猛增長(zhǎng)，2008年產(chǎn)量達(dá)到6.9GW。
許多國(guó)家正在制訂中長(zhǎng)期太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)計(jì)劃，準(zhǔn)備在21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，
美國(guó)能源部推出的是國(guó)家光伏計(jì)劃，日本推出的是陽(yáng)光計(jì)劃。NREL光伏計(jì)劃是美國(guó)國(guó)家光伏計(jì)劃的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，該計(jì)劃在
單晶硅和高級(jí)器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、
光伏組件以及系統(tǒng)性能
太陽(yáng)能電池汽車
和工程、 光伏應(yīng)用和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作。
美國(guó)還推出了"
太陽(yáng)能路燈計(jì)劃",旨在讓美國(guó)一部分城市的路燈都改為由太陽(yáng)能供電，根據(jù)計(jì)劃，每盞路燈每年可節(jié)電800 度。日本也正在實(shí)施太陽(yáng)能"7萬(wàn)套工程計(jì)劃"， 日本準(zhǔn)備普及的太陽(yáng)能住宅發(fā)電系統(tǒng)，主要是裝設(shè)在住宅屋頂上的太陽(yáng)能電池發(fā)電設(shè)備，家庭用剩余的電量還可以賣給電力公司。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的系統(tǒng)。歐洲則將研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池列入著名的"尤里卡"高科技計(jì)劃，推出了10萬(wàn)套工程計(jì)劃"。這些以普及應(yīng)用光電池為主要內(nèi)容的"太陽(yáng)能工程"計(jì)劃是推動(dòng)太陽(yáng)能光電池產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ弧?
日本、韓國(guó)以及歐洲地區(qū)總共8個(gè)國(guó)家決定攜手合作，在亞洲內(nèi)陸及非洲沙漠地區(qū)建設(shè)世界上規(guī)模最大的
太陽(yáng)能發(fā)電站，他們的目標(biāo)是將占全球陸地面積約1/4的沙漠地區(qū)的長(zhǎng)時(shí)間日照資源有效地利用起來(lái)，為30萬(wàn)用戶提供100萬(wàn)千瓦的電能。計(jì)劃將從2001年開(kāi)始，花4年時(shí)間完成。
美國(guó)和日本在世界光伏市場(chǎng)上占有最大的市場(chǎng)份額。美國(guó)擁有世界上最大的光伏發(fā)電廠，其功率為7MW，日本也建成了發(fā)電功率達(dá)1MW的光伏發(fā)電廠。全世界總共有23萬(wàn)座光伏發(fā)電設(shè)備，以色列、澳大利亞、新西蘭居于領(lǐng)先地位。
20世紀(jì)90年代以來(lái)，全球太陽(yáng)能電池行業(yè)以每年15%的增幅持續(xù)不斷地發(fā)展。據(jù)Dataquest發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)報(bào)告顯示，美國(guó)、日本和西歐工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能方面的總投資，1998年達(dá)570億美元；1999年646億美元；2000年700億美元；2001年將達(dá)820億美元；2002年有望突破1000億美元。
中國(guó)現(xiàn)狀
中國(guó)對(duì)太陽(yáng)能電池的研究開(kāi)發(fā)工作高度重視，早在七五期間，
非晶硅半導(dǎo)體的研究工作已經(jīng)列入國(guó)家重大課題；八五和九五期間，中國(guó)把研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)放在大面積太陽(yáng)能電池等方面。2003年10月，國(guó)家發(fā)改委、科技部制定出未來(lái)5年
太陽(yáng)能資源開(kāi)發(fā)計(jì)劃，發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)劃到2015年全國(guó)
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量達(dá)到300兆瓦。中國(guó)已成為全球光伏產(chǎn)品最大制造國(guó)，中國(guó)即將出臺(tái)的《新能源振興規(guī)劃》，中國(guó)光伏發(fā)電的裝機(jī)容量規(guī)劃為2020年達(dá)到20GW，是原來(lái)《可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃》中1.8GW的10多倍。
2002年，國(guó)家有關(guān)部委啟動(dòng)了"西部省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)通電計(jì)劃"，通過(guò)太陽(yáng)能和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)的
多晶硅太陽(yáng)能電池
用電問(wèn)題。這一項(xiàng)目的啟動(dòng)大大刺激了太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)建起了幾條太陽(yáng)能電池的封裝線，使太陽(yáng)能電池的年生產(chǎn)量迅速增加。據(jù)專家預(yù)測(cè)，中國(guó)光伏市場(chǎng)需求量為每年5MW,2001～2010年，年需求量將達(dá)10MW，從2011年開(kāi)始，中國(guó)光伏市場(chǎng)年需求量將大于20MW。
2009年，國(guó)務(wù)院根據(jù)工信提供的報(bào)告指出
多晶硅產(chǎn)能過(guò)剩，實(shí)際業(yè)界人并不認(rèn)可，科技部已經(jīng)表態(tài)，多晶硅產(chǎn)能并不過(guò)剩。
發(fā)展前景
太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的
輸電線路。但是在現(xiàn)階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬(wàn)美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟(jì)上的限制。
市場(chǎng)上銷售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產(chǎn)的。由于單晶硅電池生產(chǎn)能耗大，一些專家認(rèn)為現(xiàn)有單晶硅電池生產(chǎn)能耗大于其生命周期內(nèi)捕獲的太陽(yáng)能，是沒(méi)有價(jià)值的。最樂(lè)觀的估計(jì)是需要10年左右時(shí)間，使用單晶硅電池所獲得的太陽(yáng)能才能大于其生產(chǎn)所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經(jīng)還原，融化后拉單晶得到的。生產(chǎn)過(guò)程能耗大，產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)多，環(huán)境污染嚴(yán)重。國(guó)外紛紛將其轉(zhuǎn)移到中國(guó)生產(chǎn)。我國(guó)各地大上單晶硅及單晶硅電池生產(chǎn)線。
然而，我們不掌握光伏電池生產(chǎn)技術(shù)。單晶硅光伏電池生產(chǎn)技術(shù)雖然很成熟，然而還在不斷發(fā)展，其他各種光伏電池技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。光伏電池的成本和光電轉(zhuǎn)換效率離真正市場(chǎng)化還有很大差距，光伏電池市場(chǎng)主要靠各國(guó)政府財(cái)政補(bǔ)貼。歐洲市場(chǎng)光伏發(fā)電補(bǔ)貼高達(dá)每度電1元以上。今后，要使光伏電池大規(guī)模應(yīng)用，必須不斷改進(jìn)光伏電池效率和生產(chǎn)成本，在這個(gè)過(guò)程中，生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品會(huì)不斷更新?lián)Q代。其更新?lián)Q代周期短，僅3－5年。光伏電池生產(chǎn)企業(yè)投資大，回收周期長(zhǎng)，由于技術(shù)更新快，國(guó)內(nèi)企業(yè)，如果不掌握技術(shù)，及時(shí)更新技術(shù)，就會(huì)很快被淘汰，很可能不能收回投資。
但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光—電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國(guó)對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽(yáng)能電池仍將是利用太陽(yáng)輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來(lái)大規(guī)模地利用太陽(yáng)能開(kāi)辟?gòu)V闊的前景。
分類
太陽(yáng)能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式（以下表示為a-）兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。
按材料可分為硅薄膜形、
化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形（a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等）、ⅢV族（GaAs,InP等）、ⅡⅥ族（Cds系）和磷化鋅 (Zn 3 p 2 ）等。
硅太陽(yáng)能
單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%（截止2011，為18%）。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省
硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和
非晶硅薄膜作為單晶硅太陽(yáng)能電池的替代產(chǎn)品。
選擇語(yǔ)言
