淺談太陽能光伏發電技術的特點及其發展前景

于春慶

（黑龍江省電力科學研究院，哈爾濱150030）

?

淺談太陽能光伏發電技術的特點及其發展前景

于春慶

（黑龍江省電力科學研究院，哈爾濱150030）

摘要：就當前我國形勢和國際形勢來看，資源匱乏已經成為人們不得不重視的一個問題，常規能源的有限性和工業革命時期人們對能源的無節制開采，以及對常規能源的不合理使用造成的環境污染對常規能源的使用產生了巨大的問題。在對新能源的長期探索中，科學家得出了開發和利用太陽能資源能有效解決當今世界所面臨的能源短缺問題的結論。因此，太陽能作為無污染可再生的新型資源，越來越受到全世界的矚目。太陽能資源不但可以取代部分常規能源，可以預見的是太陽能資源將在世界能源消費結構中獲得越來越重要的位置，并在將來成為世界能源的主要供應方。

關鍵詞：太陽能；光伏發電技術；發展前景

太陽能資源具有不對環境造成污染、儲量豐富、技術趨于成熟等優勢，因此對太陽能光伏技術的研究具有重要意義。我國具有突出的地理優勢，太陽能資源十分豐富，尤其在西北地區，西南地區，南方地區的廣東省、海南島以及沿海島嶼都擁有相對豐富和穩定的太陽能資源，我國政府對太陽能資源的開發也越來越重視。

1太陽能光伏發電的基本原理

1.1太陽能電池

太陽能電池在太陽能光伏企業的設備中占有重要地位，是光伏發電技術的關鍵元件，太陽能電池是光伏發電的轉換器，光能通過太陽能電池直接轉換成電能，所以太陽能電池轉化率的高低是影響太陽能光伏發電技術高低的重要因素。硅基太陽電池、化合物半導體電池是太陽能電池的主要分類。其中硅基太陽電池主要分為晶體硅和非晶硅電池，晶體硅又可分為多晶硅電池和單晶硅電池。這兩種晶體硅電池各有優勢，單晶硅光伏電池將光能轉換為電能的效能較高，而且比較穩定，但是它的成本花費也相對較多，影響企業的收益。多晶硅電池雖然在轉換率方面處于相對劣勢，但是它的成本比較低，這就是多晶硅電池成為市場上最主要的光伏太陽能電池的主要原因。晶硅光伏發電技術的發展方向主要是硅薄膜光伏發電。硅薄膜太陽電池是指將硅膜借助其他材料做成支持襯底上制成的太陽能電池，和傳統的晶硅太陽能電池對比發現，生產硅薄太陽能膜電池所需的硅材料少，成本低，能耗小，但是生產程序比較煩瑣?；衔锇雽w電池主要有CIGS電池和Cd Te電池，半導體硅和化合物半導體比較，化合物半導體在價格成本上更具優勢。這些化合物半導體能隙寬度可以通過便利的調節與太陽光譜進行匹配，將足夠多的光能轉換為電能。從理論上說，Cd Te電池的光電轉換效率可達30%，而且性能穩定，原材料成本較低。

1.2光伏發電原理敘述

太陽能資源是一種清潔能源，光伏發電技術不受地域限制，能夠大規模使用，可以獨立發電或聯合發電。光伏發電技術的主要原理是光生伏特效原理，運用這一原理，以太陽能電池為載體，將太陽光直接轉化為電能。太陽光照耀半導體材料達到一定的時間長度后，光能輸入到電池，再經由電池轉化為電能。它的產生主要有兩個進程，分別是光波轉換為電子、光能量轉換為電能量的進程和形成電壓的進程，電壓的形成是電路回流形成的前提。

2太陽能光伏發電技術的發展前景

2.1我國光伏發電當下局勢

伴隨著《京都協定書》的簽訂，我國在世界環境保護方面承擔了更大的責任。作為最大的發展中國家，我國做出了相當多的努力，頒布了相關的環境保護政策，對國際環保組織做出承諾并實踐，體現了我國作為大國的責任心，同時也為太陽能資源的開發創造了更適合發展的社會環境。我國政府大力支持光伏產業的發展，頒布了一系列文件，例如，由國家發改委發布的《可再生資源中長期發展規劃》中對我國太陽能光伏產業的未來發展目標按各個階段做出了詳細的規劃。我國在資源占有總量處于優勢，但人均占有量不足，并且是一個能源消費大國，能源使用形勢越來越緊張，石油等資源還依賴進口。國際原油價格上漲，我國石油消費市場無疑面臨著考驗，對能源消費結構積極調整可以幫助擺脫這一困境，也能夠有效避免石油豐富的國家依靠石油對我國進行經濟控制。與此同時，我國光伏發電發展過程中也暴露出一些問題。我國太陽能光伏發電的技術還不夠成熟，掌握高技術的技術人才還比較缺乏，國家對技術研究的投入力度還有待加大。此外，我國對太陽能光伏發電需要的原材料還不能實現自給自足，需要依賴國外進口，原材料短缺問題日益突出。

2.2光伏企業發展市場前景

在對光伏發電市場形勢對比中筆者發現，我國光伏發電市場的數量低于歐洲。但就發展趨勢來看，我國太陽能光伏發電市場近幾年發展迅速，發展勢頭迅猛，和歐洲太陽能光伏技術發展初期有相似性，我國也迎來了一個高速發展的時期，可以預測到的是，我國光伏產業的發展有可能超越歐洲。英國、日本等國家逐漸成為我國光伏產業新興海外市場。投資眼光獨到的巴菲特也投資光伏產業，在世界范圍內表明光伏產業處于回暖階段，有著較好的發展前景。近年來，我國光伏企業的市場主要以歐美等發達國家的海外市場為主，為扭轉這一情況，我國針對國內市場頒布了一系列光伏補貼政策，使光伏企業的發展迸發出新的活力。另外，中東部地區和廣大第三世界國家也是我國光伏企業的一個重要市場目標，伴隨著這些國家的發展，該地區的光伏產業市場潛力也不容忽視。市場的擴大有助于改變我國光伏企業生產過剩的情況。另外，光伏產業的市場定位也有所調整，對光伏產品的應用越來越生活化，與人民生活的聯系更加密切。專業從事諸如太陽能照明或者屋頂太陽能等與生活息息相關的企業可能具有更大的發展前景，光伏企業需要加大對技術研發的資金投入，將掌握高水平技術作為支撐，借鑒歐美資本主義發達國家的先進技術，注重新技術的研發。穩定原有的歐美市場，以開發國內市場為重點，對第三世界國家等潛在市場的開拓引起重視。

3　結語

通過本文對太陽能光伏發電的基本原理和太陽能光伏發電技術的發展前景進行分析，可以得出太陽能資源的地位將越來越重要，我國光伏發電技術將越來越成熟的結論，并極有可能在不久的將來成為主體能源之一。對新能源的開發和利用將成為主流趨勢，因此筆者對太陽能光伏發電產業的發展持積極態度。希望我國政府能加大光伏發電技術的支持力度，相關能源工作人員做好本職工作，在實踐中不斷進步，推動我國光伏發電產業朝著健康、有序、蓬勃的方向發展。未來將逐漸擴大其應用領域，提高我國太陽能裝機容量的復合增長率，借助太陽能光伏發電產業的發展推動我國經濟發展，從而提高我國的國際競爭力和綜合國力。

參考文獻：

［1］吳福保，王湘艷.太陽能光伏發電技術的特點及其發展［J］.電力與能源，2011，（01）：189.

［2］馬寧.太陽能光伏發電概述及發展前景［J］.智能建筑電氣技術，2011，（02）：251.

［3］王玲霞.太陽能光伏發電技術及其發展前景分析［J］.硅谷，2013，（04）：146.

Characteristics and Development Prospects of Solar Photovoltaic Technology

YU Chun-qing
(Heilongjiang Electric Power Research Institute, Harbin 150030, China)

Abstract:Limited conventional energy sources and uncontrolled exploitation during industrial revolution as well as the environmental pollution due to irrational use of conventional energy sources have brought a serious problem on the use of conventional energy sources. In the long-term exploration of new energy sources, scientists concluded that the development and utilization of solar energy resources can effectively solve the energy shortage problem faced by the world today. Therefore, solar energy are getting more and more attention as a new non-polluting renewable resources. It is foreseeable that solar energy resources will gain an increasingly important position in the world's energy consumption structure, and in the future become a major supplier of the world's energy.

Key words:Solar energy; Photovoltaic technology; Development prospects

作者簡介：于春慶（1969-），男，黑龍江哈爾濱人，學士，工程師，從事智能電網、新能源開發應用研究。

收稿日期：2015- 12- 15

中圖分類號：TM615

文獻標志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）03-0144-02