目前国内外太阳能光伏发电的现状和趋势
1、国外现状：由于前5年发达国家光伏补助相当多，国外光伏发电迅猛，为了调节（降低）光伏发电装机，德国、英国、美国等发达国家正在降低光伏发电的补助，因此这些国家的光伏装机明显下降。
国外趋势：光伏发电补助会继续下降，使市场自动调节，当光伏组件价格降低到一定阶段时，达到商业发电的经济指标，光伏发电规模会增加。
2、国内现状：国家光伏补助电价为1元/KWH，在少部分地区（西藏、川西、新疆等）能达到商业发电经济要求（年收益8%），在这些地区光伏发电发展比较迅猛。其他地区由于受资源影响（太阳能辐射值低）很难发展大型并网光伏电站。
国内趋势：在光伏组件价格逐渐降低的情况下，国家正在考虑降低光伏发电的补助，但是在未来5~10年国家仍将大力扶持光伏发电，光伏发电会在国内遍地开花。
应用领域
一、用户太阳能电源：
（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；
（2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；
（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
现阶段，我国光伏电站的应用与农业、养殖业、矿业、生态治理结合在一起，呈现出来多元化发展趋势，开创了多种与光伏行业结合的新模式，比如光伏水泵、光伏路灯、光伏树和光伏消费品等光伏应用产品。
我国在“碳中和”成为全球命题的背景下，于2021年开启双碳元年。
自21世纪初至今，我国的光伏行业共经历了起步、发展、衰退、回暖四个阶段后，进入了稳步增长期，目前已成为了光伏发电新增装机容量世界排名第一的国家。我国光伏产业实现从无到有、从有到强的跨越式发展。
而太阳能级硅片的纯度只要达到99.9999%，即6个9即可。
可以参考以下链接的内容：http://www.taiyanggonggong.com/news/content/2008/3/3786.html
太阳能光伏产业调研报告 能源是人类社会赖以生存的物质基础，是经济和社会发展的重要资源。长期以来，化石能源的大规模开发利用，不但迅速消耗着地球亿万年积存下的宝贵资源，同时也带来了气候变化、生态破坏等严重的环境问题，直接威胁着人类的可持续发展。随着科学技术的进步，人类对可再生能源尤其是风能、太阳能、水能等新型可再生能源的认识不断深化。太阳能作为取之不尽的可再生能源，其开发利用日益受到世界各国尤其是发达国家的高度重视，太阳能光伏产业的规模持续扩大，技术水平逐步提高，成为世界能源领域的一大亮点，呈现出良好的发展前景。
一、国外太阳能光伏产业基本情况
日本、德国和美国是推动光伏发电系统最有力的国家。资料显示，欧盟希望在2010年安装3GW的光伏发电装置，2030年增加到200GW左右。美国预计2020年光伏发电累计安装量达到36GW。日本计划到2010年安装近5GW。
日本1994年实施“朝日七年计划”，目前已安装了近7万个太阳能屋顶，预计到2010年要安装100万个太阳能屋顶。德国2000年通过可再生能源法，以固定优惠收购电价鼓励可再生能源，并于2004年4月进一步补充修订可再生能源法，使得德国2004年光伏发电系统设备大幅增加，并一举超过日本成为全球最大光伏发电系统装设地区。根据Solarbuzz提供的数据，2004年，德国光伏发电系统装设容量为361MW，同比增长152％，已占全球总量的39％；日本以278MW的装设容量占全球30％。德日两国装设容量占了全球2/3以上。目前我国电池产品也主要出口到上述两国。美国于1997年宣布百万屋顶计划，计划到2010年在100万座屋顶上安装光伏发电和光热系统。
过去十年，随着世界光伏市场需求量大幅增加，加上大规模制造技术的不断提升，推动了世界光伏产业的快速发展，光伏电池产量从1995年的78.6MW，提高到2005年的1727MW，年均增幅达到32.4％。可以预见，未来15年世界光伏生产规模将保持年均20％以上的增长，甚至有更为乐观地估计，到2010年，全球太阳能产量将增长4倍，销售收入增长3倍，利润增长3倍。
世界光伏电池制造主要集中在日本、德国、美国、西班牙等发达国家，其中日本2005年光伏电池产量达到833MW，占据了世界光伏市场份额的近半壁江山，中国大陆进入了世界光伏制造十大国之一，2005年光伏电池产量为128MW，列世界第四位，占世界市场分额7.4％。
年度统计表：1995－2005年世界太阳能电池产量和增长率
年份1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
产量（MW） 78.6 89.6 125.8 153 201.4 278 395536 742 1194 1727
增长率（％）12.6 14 40.4 21.5 31.8 3842.1 35.7 38.4 60.9 44.6
99－05年增长率
2005年世界主要太阳能电池制造商产量产能和市场份额一览表
公司名称 产品类型 国别/地区 产量(MW) 产能(MW) 市场份额 产量排名
Sharp（夏普） 单/多晶硅非晶硅 日本 428 600 24.78% 1
Q-Cells 单/多晶硅 德国 160 300 9.26% 2
Kyocera（京瓷） 多晶硅 日本 142 240 8.22% 3
Sanyo（三洋） a-Si/sc-Si*非晶硅 日本 125 158 7.24% 4
Mitsubishi（三菱电子） 多晶硅 日本 100 135 5.79% 5
Schott Solar 多晶硅
EFG带硅
非晶硅 德国 95 113 5.50% 6
BP Solar 单/多晶硅
非晶硅 美国 90 157 5.21% 7
尚德太阳能 单/多晶硅 中国无锡 85 120 4.92% 8
Motech（茂迪） 单/多晶硅 中国台湾 60 100 3.47% 9
Shell Solar 单/多晶硅 CIS 薄膜 德国 59 110 3.42% 10
Isofoton 单晶硅 西班牙 53 90 3.07% 11
Deutsche Cell 多晶硅 德国 38 40 2.20% 12
Photowatt 多晶硅 法国 24 30 1.39% 13
United Solar
Ovonic 非晶硅 美国 22 30 1.27% 14
Kaneka
Solartech 非晶硅 日本 21 23 1.22% 15
SunPower 单晶硅 美国 20 50 1.16% 16
Ersol Solar Energy 多晶硅 德国 20 25 1.16% 17
E-Ton Solar (益通) 单/多晶硅 中国台湾 20 28 1.16% 18
First Solar CdTe 美国 20 25 1.16% 19
GE Energy(原Astropower) 单晶硅 美国 18 25 1.04% 20
Sunways 多晶硅 德国 16 42 0.93% 21
Evergreen Solar 带硅(String Ribbon) 美国 14 15 0.81% 22
MHI(三菱重工) 非晶硅 日本 12 12 0.69% 23
宁波太阳能 单晶硅 中国 12 16 0.69% 24
天达光伏 CdTe薄膜 德国 10 30 0.58 35
世界总计 1727 － 100%
二、我国太阳能光伏产业和应用情况
（一）光伏产业情况
1、硅材料和硅片
目前太阳能电池厂家广泛采用的原料是多晶硅，多晶硅同时还是半导体的原料。多晶硅由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，太阳能级硅纯度要达到99.9999％，即6个9，而半导体用硅要求硅纯度达到99.9999999999％，即12个9。
光伏产业的持续快速增长，使得主要依赖半导体工业用硅的头尾料、废料和剩余产能已经不能满足光伏市场的需求，光伏和半导体产业对硅料的竞争需求直接造成目前硅料的供应紧张和价格上涨，2003年每公斤24美元，2004年涨到32美元，目前市场价格正逼进100美元。尽管目前各主要硅料制造商都在扩充产能，而且新增产能基本都用于满足光伏产业的需要，根据市场需求和主要硅料供应商未来供应能力方面的数据分析，到2008年硅料供应紧张的状况有所缓解。
世界多晶硅原料光伏供应与需求关系
供应紧张的后果不仅是价格疯涨，部分电池企业根本就无法获得硅料，我国电池企业所用硅料90％以上靠进口，不少电池企业由于没有充足硅料，电池生产能力被放空，甚至处于“等米下锅”的境地。
迄今为止，生产高纯度多晶硅提炼技术还掌握在发达国家的少数企业手中。下表给出了包括SGS、Hemlock、Wacker、Tokuyama、AsiMI等在内的8家世界主要高纯多晶硅原料制造商产量及其光伏供应量数据。
世界晶硅原料制造商产量及其光伏供应量一览表
制造商名称 国别 2004年 2005年预测
总产量(吨） 光伏供应量(吨) 总产量(吨） 光伏供应量(吨)
SGS(与AsiMI合资) 美国 2100 2100 2300 2300
Hemlock 美国 7000 2700 7400 2700
Wacker 德国 5000 2400 5000 2400
Tokuyama(德山) 日本 5200 2000 5200 2000
ASiMI 美国 2200 0 3000 200
MEMC 意大利 2500 0 3700 700
住友 Sitix Sumitomo Titanium 日本 700 0 700 0
三菱* 日本 2800 300 2800 300
其它 500 0 2000 1000
合计 28000 9500 32100 11600
其它光伏用硅原料供应商（含半导体工业的边角料，废料以及库存用量等） 4000 4000
光伏应用合计 13500 15600
*三菱产量为三菱材料和三菱多晶两家总产量
国外硅料生产商意识到这是一轮大牛市，纷纷行动起来，积极扩大产能。例如，全球最大硅料供应商Hemlock于今年11月中旬宣布，计划在美国投资4－5亿美元扩充产能，将现有产能扩充50％。全球第三大硅料生产商Wacker也有宏伟扩产计划，2007年将其产能从目前的5000吨扩充到9000吨。
由于当前国际硅料供应的紧张，给迅速升温的国内光伏产业带来了不利的影响。然而，投资硅料比投资太阳能电池生产将面临更高的资金、技术及人才的门槛，但最重要的门槛还不是资本，而是技术。目前国内掌握硅料生产技术的主要有新光硅业、洛阳半导体厂。洛阳半导体厂以及作为新光硅业科研生产基地的峨嵋半导体厂的项目此前都已建设多年，但由于受技术水平较低、资金不足、规模小等限制，根本无法与国际巨头竞争。为了尽快摆脱受制于国外硅材料的被动局面，国内有条件的企业也在加快提高多晶硅产量。新光硅业引进俄罗斯技术，投资12亿元建设1200吨多晶硅项目。洛阳中硅以峨嵋半导体材料厂的技术班底为依托，300吨多晶硅项目已投产并在建设二期工程。以生产电池和组件为主的天威公司，也在加快向产业上游扩张，2005年收购了四川峨嵋半导体材料厂，成为其第二大股东。
太阳能电池用硅锭/硅片生产主要包括单晶硅棒拉制和多晶硅铸锭制造以及切片。2003年前，我国硅锭/硅片生产规模较小，成本优势不明显。经过2004年以来两年的发展，生产企业增多，产量得到提高，硅锭/硅片生产已形成一定规模，硅片生产能力基本能够满足国内市场需求。
中国晶硅材料的生产供应情况
企业名称 目前产能(吨) 新建和扩产后产能(吨) 技术
来源 投产时间
四川新光硅业科技有限公司 0 1200 峨嵋半导体材料厂，引进部分俄罗斯技术和国外设备 2007年初
洛阳中硅高科技有限公司 30 一期 300
二期 3000 洛阳单晶硅公司，中国有色工程设计总院 一期2005年底，二期2007年
宁夏石嘴山市 0 5000 俄罗斯稀有金属研究院 筹建
云南爱信硅科技有限公司 0 一期3000
总一万吨 引进德国生产线技术 一期投资25亿，2007年底
江苏顺大半导体发展有限公司 0 一期1500吨总3000吨 美国Hemlock 总投资30亿，一期2007
辽宁凌海市 0 1000 引进美国生产线生产 投资11亿 招商当中
四川超磊实业 0 1000 与美国公司合作引进技术产品外销模式 筹建
峨嵋半导体材料厂 100 220 自主技术 2006年
2、光伏电池和组件
近几年，我国的光伏制造能力实现了跨越式的发展，特别是2002年以来，随着无锡尚德、保定天威英利等新建规模企业的陆续建成投产和原有主要企业天达光伏和宁波太阳能等企业的产能扩张，我国的光伏电池生产能力迅速提升。此外，一大批规模光伏组件封装企业涌现出来，典型的包括上海太阳能科技、佳阳新能源、京瓷（天津）和力诺桑普等，使得我国无论是组件还是电池生产迅速向世界光伏制造大国迈进。
近三年，中国的光伏制造一步一个台阶，处于年均增幅超过100％的高增长期。2002年中国光伏制造首次跻身世界10强，组件和电池产量均位居世界第7；2003年中国电池产量和组件产量分别排名世界第6和第5；2005年中国光伏电池和组件制造又全面跻身世界四强，电池、组件产量排名第4。尽管2003年底以来上游硅片的短缺多少影响了中国光伏产量的进一步放
中国光伏硅片制造产量和产能一览表
企业名称 产品类型 2004年(MW) 2005年（MW）
产量 年底产能 产量 年底产能
保定天威英利 多晶硅片 4．7 6．0 15 70
宁波晶元太阳能（中意太阳能） 多晶硅片 2 2 3 5
河北晶龙集团 单晶硅棒
单晶硅片 800吨
20MW 800吨
20MW 1000吨
24MW 1000吨
25MW
镇江环太硅 单晶硅片 200万片
（4MW） 600万片
（15MW） 700万片
（17MW） 1000万片
（25MW）
海润科技 单晶硅片 100万片
（3MW） 1000万片
（30MW） 600万片
（15MW） 1500万片
（40MW）
鑫日硅 单晶硅棒 10吨 30吨 40吨 400吨
锦州新华石英玻璃集团公司 单晶硅棒 - 188吨 - 200吨
宁波太阳能 单晶硅片 1MW 1MW 1MW 1MW
西安骊晶电子 单晶硅片 1MW 1MW 1MW 1MW
昆明天达光伏 单晶硅片 0.5MW 0.5MW 0.5MW 0.5MW
新疆新能源 单晶硅片 2006年2月试产成功，产能100MW
顺大半导体 单晶硅棒
单晶硅片 2005年初开始量产单晶硅棒，2005年产量约300吨，目前年产能约450吨，到2006年底将形成800吨的产能。硅片产品已于2006年3月开始投产
精功绍兴太阳能 多晶硅片 2005年底投产，一期产能10MW，2006年将达产300万片
常州天合光能 单晶硅片 2005年底投产，产能30MW，正扩建产能到100MW
塞维LDK 多晶硅片 已经于2006年3月投产，产能75MW，07年形成200MW产能，2008年达到400MW产能
洛阳单晶硅 单晶硅片 目前供应半导体应用为主，未来形成年100MW光伏硅片
高佳太阳能 单晶硅片 2005年年底量产，一期加工产能800万片（20MW）二期投产后全部加工产能2400万片
合计 多晶硅片
单晶硅片
硅片 6.7MW
29.5MW
36.2MW 8MW
68.5MW
76.5MW 18.5MW
63.5MW
82.0MW 85MW
140MW
225MW
大。随着越来越多的企业投资光伏行业，到2005年底中国光伏电池总产能将达到250MW，组件总产能超过400MW。目前中国总体上已经成为仅次于日德的第三大光伏制造国。
中国光伏电池和组件产量和增长率
年份 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
组件产量（MW） 1.8 2 2.1 2.5 3.1 4.1 14.9 24.8 88.8 210
增长率（%） 50.1 10.5 5 24 19 32.3 263 66.4 258 136
电池产量（MW） 1.8 2 2.1 2.5 3.1 4.3 11.9 19 52.8 150
增长率（%） 50.1 10.5 5 24 19 32.3 190 59.7 178 185
中国主要光伏电池和组件制造商产量一览表
制造商 产品类型 2004年产量（MW） 2005年产量（MW）
电池 组件 电池 组件
尚德太阳能 单晶硅
多晶硅 35 40 85 85
天威英利 多晶硅 4 5 4 17
中电光伏 单晶硅
多晶硅 - - 5- -
上海太阳能 多晶硅
单晶硅 - 10 - 30
京瓷（天津） 多晶硅 - 10 - 15
天达光伏 单晶硅 4 3 10 9
宁波太阳能 单晶硅 5 4．5 12 12
创益科技 非晶硅
多晶硅 2．5 5．5 3 7
哈克新能源 非晶硅 0．8 0．8 0．8 0．8
力诺桑普 多晶硅 - 1．0 - 3
津能电池 非晶硅 0．5 0．5 3.5 3.5
林洋新能源 单晶硅
多晶硅 - 0．1 - 7．5
佳阳新能源 单晶硅
多晶硅 - 2．4 - 6．5
交大泰阳 单晶硅 - 0．5 3 5
玄中新能源
（奥奇太阳能） 单晶硅
多晶硅 - 0．5 - 2
世华创新 单晶硅
多晶硅 - - - 6
其他 - 1．0 5 2 10
总计 52．8 88．8 128.3 219.3
光伏总产能 至2005年底中国电池总产能420MW，组件总产能450MW，硅片总产能225MW。
（二）光伏发电应用
在太阳能光伏发电应用方面，目前我国主要以解决西部无电地区应用为主，国内市场并不足以消化制造商不断增加的产能，目前中国光伏产品90%以上出口欧洲、日本等国际市场。
中国光伏发电重大项目一览表
项目名称 出资方 支持力度 主要内容 执行期 执行地域
“光明工程”先导项目 国家发改委，地方政府 400万人民币 建立村落电站和户用系统，帮助建立销售网络和加强机构能力建设 2000- 西藏、内蒙古、甘肃
“送电到乡”工程 原国家计委，地方政府 26亿人民币 建立集中电站 2002-2003 新疆、西藏、甘肃、陕西、内蒙古、四川、青海
内蒙古新能源通电计划 内蒙古自治区政府 2．25亿人民币 补贴农村户用系统 2001- 内蒙古
世行、全球环境基金REDP项目 全球环境基金 2550万美元 补贴农村户用系统销售，帮助机构能力建设和技术进步 2002-2007 新疆、西藏、甘肃、内蒙古、四川、青海
丝绸之路照明计划 荷兰政府 1379万欧元 补贴农村户用系统 2002-2006 新疆
德援KFW项目* 德国政府 2600万欧元 建立村落电站 2003-2005 新疆、云南、青海、甘肃
德援GTZ项目** 德国政府 约460万欧元 技术支持与培训 2003- 青海、云南、西藏、甘肃
加拿大太阳能项目 加拿大政府 343万加元 建立示范电站及管理培训 2003-2005 内蒙古
日本援助NEDO项目 日本政府 3853万人民币 建立示范电站；实验室建设 1998-2002 新疆、西藏、甘肃、陕西、宁夏、内蒙古、四川，青海、云南、广东、浙江、河北
*KFW项目的全称为：中德财政合作西部太阳能项目
**GTZ项目的全称为：中德技术合作在农村地区应用可再生能源改善当地发展机遇项目
随着世界光伏市场需求持续高速增长以及我国《可再生能源法》的颁布实施，中国在光伏制造快速增长的同时，光伏应用的步伐也将加快。根据我国初步完成的《可再生能源中长期发展规划》，2020年，我国光伏发电将达到2GW。虽然与发达国家有差距，但跟2004年我国光伏发电仅65MW的基础相比，未来20年的增幅也将相当可观。目前，相关部门正在着手研究制定光伏发电的扶持政策。
下表在国内外调研数据的基础上，对未来五年中国光伏产业从组件价格（元/Wp）、组件产量（MW）、组件产值（亿元）、年度并网安装份额（％）、累积安装容量（MW）等几个方面的数据进行了分析预测。
2005-2010年中国光伏产业主要数据预测
年份 组件价格
（元/Wp） 组件产量
(MW) 组件产值
(亿元) 年度并网安装
份额（%） 年度并网安装份额（%） 累积安装容量（MW）
2005 37 200 74 8 8 104
2006 37 300 111 13 13 150
2007 35 400 140 21 21 <DIV
德国西北部为温带海洋性气候，往东部和南部逐渐过渡成温带大陆性气候，气候多变，盛行西风。德国气温适中，气温变化不大，最冷的1月份平均在0摄氏度左右，山区约零下10摄氏度，12月至3月为冬季，阿尔卑斯山区冬季一直到5月，夏季平均在20摄氏度，最热月份为6月至8月。由于它的最的最低温度也在0摄氏度左右，这样就可以有效避免太阳能热水器可能在低温下被冻裂的缺点。德国位居高纬度，日照时间不长（大概1528小时/年），太阳能资源并不丰富，这使得德国太阳能系统的效率相对较低，但德国却是太阻能应用的先驱。德国太阻能光伏发电装机容量则从1990年的2兆瓦增加到2000年的100兆瓦，2008到达5311兆瓦。因为这个国家非常重视环境保护，毕竟是工业大国，在工业革命的时候，环境污染很严重，所以政府和人民都很努力地希望从其他方面来保护环境，特别体现在它对可再生能源的利用上。
太阳辐射能实际上是地球上最主要的能量来源。太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，尽管太阳辐射到地球大气层外界的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×10^14tw)的22亿分之一，但其辐射通量已高达1.73×10^5tw，即太阳每秒钟投射到地球上的能量相当5.9×10^6吨煤。地球上绝大部分能源皆源自于太阳能。风能、水能、生物质能、海洋温差能、波浪能和潮汐能等均来源于太阳。
1839年法国科学家E.Becquerel发现液体的光生伏特效应(简称光伏现象)。
1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应，并制作第一片硒太阳能电池。
1883年美国发明家charlesFritts描述了第一块硒太阳能电池的原理。
1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性德国物理学家爱因斯坦(AlbertEinstein)发表关于光电效应的论文。
1918年波兰科学家Czochralski发展生长单晶硅的提拉法工艺。
1921年德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔(Nobel)物理奖。
1930年B.Lang研究氧化亚铜/铜太阳能电池，发表“新型光伏电池”论文W.Schottky发表“新型氧化亚铜光电池”论文。
1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象。
1933年L.O.Grondahl发表“铜-氧化亚铜整流器和光电池”论文。
1941年奥尔在硅上发现光伏效应。
1951年生长p-n结，实现制备单晶锗电池。
1953年Wayne州立大学DanTrivich博士完成基于太阳光普的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的第一个理论计算。
1954年RCA实验室的P.Rappaport等报道硫化镉的光伏现象，(RCA:RadioCorporationofAmerica，美国无线电公司)。
贝尔(Bell)实验室研究人员D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson报道4.5%效率的单晶硅太阳能电池的发现，几个月后效率达到6%。(贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功)
1955年西部电工(WesternElectric)开始出售硅光伏技术商业专利，在亚利桑那大学召开国际太阳能会议，Hoffman电子推出效率为2%的商业太阳能电池产品，电池为14mW/片，25美元/片，相当于1785USD/W。
1956年P.Pappaport，J.J.Loferski和E.G.Linder发表“锗和硅p-n结电子电流效应”的文章。
1957年Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson获得“太阳能转换器件”专利权。
1958年美国信号部队的T.Mandelkorn制成n/p型单晶硅光伏电池，这种电池抗辐射能力强，这对太空电池很重要Hoffman电子的单晶硅电池效率达到9%第一个光伏电池供电的卫星先锋1号发射，光伏电池100c㎡，0.1W，为一备用的5mW话筒供电。
1959年Hoffman电子实现可商业化单晶硅电池效率达到10%，并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻卫星探险家6号发射，共用9600片太阳能电池列阵，每片2c㎡，共20W。
1960年Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14%。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。
1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件日本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列，在当时是世界最大的光伏电池阵列。
1964年宇宙飞船“光轮发射”，安装470W的光伏阵列。
1965年PeterGlaser和A.D.Little提出卫星太阳能电站构思。
1966年带有1000W光伏阵列大轨道天文观察站发射。
1972年法国人在尼日尔一乡村学校安装一个硫化镉光伏系统，用于教育电视供电。
1973年美国特拉华大学建成世界第一个光伏住宅。
1974年日本推出光伏发电的“阳光计划”Tyco实验室生长第一块EFG晶体硅带，25mm宽，457mm长(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth，定边喂膜生长)。
1977年世界光伏电池超过500KWD.E.Carlson和C.R.Wronski在W.E.Spear的1975年控制p-n结的工作基础上制成世界上第一个非晶硅(a-Si)太阳能电池。
1979年世界太阳能电池安装总量达到1MW。
1980年ARCO太阳能公司是世界上第一个年产量达到1MW光伏电池生产厂家三洋电气公司利用非晶硅电池率先制成手持式袖珍计算器，接着完成了非晶硅组件批量生产并进行了户外测试。
1981年名为SolarChallenger的光伏动力飞机飞行成功。
1982年世界太阳能电池年产量超过9.3MW。
1983年世界太阳能电池年产量超过21.3MW名为SolarTrek的1KW光伏动力汽车穿越澳大利亚，20天内行程达到4000Km.
1984年面积为929c㎡的商品化非晶硅太阳能电池组件问世。
1985年单晶硅太阳能电池售价10USD/W澳大利亚新南威尔土大学MartinGreen研制单晶硅的太阳能电池效率达到20%。
1986年6月，ARCOSolar发布G-4000———世界首例商用薄膜电池“动力组件”。
1987年11月，在3100Km穿越澳大利亚的PentaxWorldSolarChallengePV-动力汽车竞赛上，GMSunraycer获胜，平均时速约为71km/h。
1990年世界太阳能电池年产量超过46.5MW。
1991年世界太阳能电池年产量超过55.3MW瑞士Gratzel教授研制的纳米TiO2染料敏化太阳能电池效率达到7%。
1992年世界太阳能电池年产量超过57.9MW。
1993年世界太阳能电池年产量超过60.1MW。
1994年世界太阳能电池年产量超过69.4MW。
1995年世界太阳能电池年产量超过77.7MW光伏电池安装总量达到500MW。
1996年世界太阳能电池年产量超过88.6MW。
1997年世界太阳能电池年产量超过125.8MW。
1998年世界太阳能电池年产量超过151.7MW多晶硅太阳能电池产量首次超过单晶硅太阳能电池。
1999年世界太阳能电池年产量超过201.3MW美国NREL的M.A.Contreras等报道铜铟锡(CIS)太阳能电池效率达到18.8%非晶硅太阳能电池占市场份额12.3%。
2000年世界太阳能电池年产量超过399MWWuX.，DhereR.G.，AibinD.S.等报道碲化镉(CdTe)太阳能电池效率达到16.4%单晶硅太阳能电池售价约为3USD/W。
2002年世界太阳能电池年产量超过540MW多晶硅太阳能电池售价约为2.2USD/W。
2003年世界太阳能电池年产量超过760MW德国FraunhoferISE的LFC(Laserfired-contact)晶体硅太阳能电池效率达到20%。
2004年世界太阳能电池年产量超过1200MW德国FraunhoferISE多晶硅太阳能电池效率达到20.3%非晶硅太阳能电池占市场份额4.4%，降为1999年的1/3，CdTe占1.1%而CIS占0.4%。
2005年世界太阳能电池年产量1759MW。
中国太阳能发电发展历史
中国作为新的世界经济发动机，光伏业业呈现出前所未有的活力。大量光伏企业应运而生，现在光伏产量已经达到世界领先水平。现在OFweek太阳能光伏网带大家来回顾下中国太阳能发展历史：
1958，中国研制出了首块硅单晶
1968年至1969年底，半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中，研究人员发现，P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射，造成电池衰减，使电池无法长时间在空间运行。
1969年，半导体所停止了硅太阳电池研发，随后，天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。
1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂，电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺，太阳能电池的应用开始从空间降落到地面。
1998年，中国政府开始关注太阳能发电，拟建第一套3MW多晶硅电池及应用系统示范项目。
2001年，无锡尚德建立10MWp(兆瓦)太阳电池生产线获得成功，2002年9月，尚德第一条10MW太阳电池生产线正式投产，产能相当于此前四年全国太阳电池产量的总和，一举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。
2003到2005年，在欧洲特别是德国市场拉动下，尚德和保定英利持续扩产，其他多家企业纷纷建立太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产迅速增长。
2004年，洛阳单晶硅厂与中国有色设计总院共同组建的中硅高科自主研发出了12对棒节能型多晶硅还原炉，以此为基础，2005年，国内第一个300吨多晶硅生产项目建成投产，从而拉开了中国多晶硅大发展的序幕。
2007，中国成为生产太阳电池最多的国家，产量从2006年的400MW一跃达到1088MW。
2008年，中国太阳电池产量达到2600MW。
2009年，中国太阳电池产量达到4000MW。
2006年世界太阳能电池年产量2500MW。
2007年世界太阳能电池年产量4450MW。
2008年世界太阳能电池年产量7900MW。
2009年世界太阳能电池年产量10700MW。
2010年世界太阳能电池年产量将达15200MW。
1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应，并制作第一片硒太阳能电池。
1883年美国发明家charlesFritts描述了第一块硒太阳能电池的原理。
1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性德国物理学家爱因斯坦(AlbertEinstein)发表关于光电效应的论文。
1918年波兰科学家Czochralski发展生长单晶硅的提拉法工艺。
1921年德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔(Nobel)物理奖。
1930年B.Lang研究氧化亚铜/铜太阳能电池，发表“新型光伏电池”论文W.Schottky发表“新型氧化亚铜光电池”论文。
1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象。
1933年L.O.Grondahl发表“铜-氧化亚铜整流器和光电池”论文。
1941年奥尔在硅上发现光伏效应。
1951年生长p-n结，实现制备单晶锗电池。
1953年Wayne州立大学DanTrivich博士完成基于太阳光普的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的第一个理论计算。
1954年RCA实验室的P.Rappaport等报道硫化镉的光伏现象，(RCA:RadioCorporationofAmerica，美国无线电公司)。
贝尔(Bell)实验室研究人员D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson报道4.5%效率的单晶硅太阳能电池的发现，几个月后效率达到6%。(贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功)
1955年西部电工(WesternElectric)开始出售硅光伏技术商业专利，在亚利桑那大学召开国际太阳能会议，Hoffman电子推出效率为2%的商业太阳能电池产品，电池为14mW/片，25美元/片，相当于1785USD/W。
1956年P.Pappaport，J.J.Loferski和E.G.Linder发表“锗和硅p-n结电子电流效应”的文章。
1957年Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson获得“太阳能转换器件”专利权。
1958年美国信号部队的T.Mandelkorn制成n/p型单晶硅光伏电池，这种电池抗辐射能力强，这对太空电池很重要Hoffman电子的单晶硅电池效率达到9%第一个光伏电池供电的卫星先锋1号发射，光伏电池100c㎡，0.1W，为一备用的5mW话筒供电。
1959年Hoffman电子实现可商业化单晶硅电池效率达到10%，并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻卫星探险家6号发射，共用9600片太阳能电池列阵，每片2c㎡，共20W。
1960年Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14%。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。
1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件日本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列，在当时是世界最大的光伏电池阵列。
1964年宇宙飞船“光轮发射”，安装470W的光伏阵列。
1965年PeterGlaser和A.D.Little提出卫星太阳能电站构思。
1966年带有1000W光伏阵列大轨道天文观察站发射。
1972年法国人在尼日尔一乡村学校安装一个硫化镉光伏系统，用于教育电视供电。
1973年美国特拉华大学建成世界第一个光伏住宅。
1974年日本推出光伏发电的“阳光计划”Tyco实验室生长第一块EFG晶体硅带，25mm宽，457mm长(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth，定边喂膜生长)。
1977年世界光伏电池超过500KWD.E.Carlson和C.R.Wronski在W.E.Spear的1975年控制p-n结的工作基础上制成世界上第一个非晶硅(a-Si)太阳能电池。
1979年世界太阳能电池安装总量达到1MW。
1980年ARCO太阳能公司是世界上第一个年产量达到1MW光伏电池生产厂家三洋电气公司利用非晶硅电池率先制成手持式袖珍计算器，接着完成了非晶硅组件批量生产并进行了户外测试。
1981年名为SolarChallenger的光伏动力飞机飞行成功。
1982年世界太阳能电池年产量超过9.3MW。
1983年世界太阳能电池年产量超过21.3MW名为SolarTrek的1KW光伏动力汽车穿越澳大利亚，20天内行程达到4000Km.
1984年面积为929c㎡的商品化非晶硅太阳能电池组件问世。
1985年单晶硅太阳能电池售价10USD/W澳大利亚新南威尔土大学MartinGreen研制单晶硅的太阳能电池效率达到20%。
1986年6月，ARCOSolar发布G-4000———世界首例商用薄膜电池“动力组件”。
1987年11月，在3100Km穿越澳大利亚的PentaxWorldSolarChallengePV-动力汽车竞赛上，GMSunraycer获胜，平均时速约为71km/h。
1990年世界太阳能电池年产量超过46.5MW。
1991年世界太阳能电池年产量超过55.3MW瑞士Gratzel教授研制的纳米TiO2染料敏化太阳能电池效率达到7%。
1992年世界太阳能电池年产量超过57.9MW。
1993年世界太阳能电池年产量超过60.1MW。
1994年世界太阳能电池年产量超过69.4MW。
1995年世界太阳能电池年产量超过77.7MW光伏电池安装总量达到500MW。
1996年世界太阳能电池年产量超过88.6MW。
1997年世界太阳能电池年产量超过125.8MW。
1998年世界太阳能电池年产量超过151.7MW多晶硅太阳能电池产量首次超过单晶硅太阳能电池。
1999年世界太阳能电池年产量超过201.3MW美国NREL的M.A.Contreras等报道铜铟锡(CIS)太阳能电池效率达到18.8%非晶硅太阳能电池占市场份额12.3%。
2000年世界太阳能电池年产量超过399MWWuX.，DhereR.G.，AibinD.S.等报道碲化镉(CdTe)太阳能电池效率达到16.4%单晶硅太阳能电池售价约为3USD/W。
2002年世界太阳能电池年产量超过540MW多晶硅太阳能电池售价约为2.2USD/W。
2003年世界太阳能电池年产量超过760MW德国FraunhoferISE的LFC(Laserfired-contact)晶体硅太阳能电池效率达到20%。
2004年世界太阳能电池年产量超过1200MW德国FraunhoferISE多晶硅太阳能电池效率达到20.3%非晶硅太阳能电池占市场份额4.4%，降为1999年的1/3，CdTe占1.1%而CIS占0.4%。
2005年世界太阳能电池年产量1759MW。
中国太阳能发电发展历史
中国作为新的世界经济发动机，光伏业业呈现出前所未有的活力。大量光伏企业应运而生，现在光伏产量已经达到世界领先水平。现在OFweek太阳能光伏网带大家来回顾下中国太阳能发展历史：
1958，中国研制出了首块硅单晶
1968年至1969年底，半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中，研究人员发现，P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射，造成电池衰减，使电池无法长时间在空间运行。
1969年，半导体所停止了硅太阳电池研发，随后，天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。
1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂，电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺，太阳能电池的应用开始从空间降落到地面。
1998年，中国政府开始关注太阳能发电，拟建第一套3MW多晶硅电池及应用系统示范项目。
2001年，无锡尚德建立10MWp(兆瓦)太阳电池生产线获得成功，2002年9月，尚德第一条10MW太阳电池生产线正式投产，产能相当于此前四年全国太阳电池产量的总和，一举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。
2003到2005年，在欧洲特别是德国市场拉动下，尚德和保定英利持续扩产，其他多家企业纷纷建立太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产迅速增长。
2004年，洛阳单晶硅厂与中国有色设计总院共同组建的中硅高科自主研发出了12对棒节能型多晶硅还原炉，以此为基础，2005年，国内第一个300吨多晶硅生产项目建成投产，从而拉开了中国多晶硅大发展的序幕。
2007，中国成为生产太阳电池最多的国家，产量从2006年的400MW一跃达到1088MW。
2008年，中国太阳电池产量达到2600MW。
2009年，中国太阳电池产量达到4000MW。
2006年世界太阳能电池年产量2500MW。
2007年世界太阳能电池年产量4450MW。
2008年世界太阳能电池年产量7900MW。
2009年世界太阳能电池年产量10700MW。
2010年世界太阳能电池年产量将达15200MW。
10KWX10=100度
每天大约100度电。
但是肯定会有损耗的。每天发电大约80度左右
什么是光伏产业
光伏产业，简称PV(photovoltaic)。是指利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。
光伏产业的简介
直接把太阳能转换成电能的产业叫做做光伏产业，光伏的来历就是“光生伏打”效应，也就是光产生电。目前的光伏产业主要分晶硅光伏和非晶硅光伏。晶硅光伏是以多晶硅为原料，生产太阳能电池并利用太阳能进行发电。大致的流程是：提炼高纯度多晶硅--生产硅片--生产电池片--把电池片组装成组件--用组件进行发电。非晶硅光伏大体都一样，但原料不是多晶硅。如使用薄膜。
光伏产业属于新能源领域，在太阳能利用中包含了光热和光电两种主要的形式。光热利用比较普及，比如屋顶的太阳能真空管热水器；光电应用也叫光伏发电(Photo-voltage Generation,PV)是新能源中最具规模开发和商业化发展前景的发电方式,目前由于成本和技术原因，尚未完全市场化，近年来，依靠欧美日等国家的政府补贴，发展速度很快。
光伏产业的背景和发展
率先利用太阳能发电的是发达的欧美国家和日本。自1969年世界上第一座太阳能发电站在法国建成，太阳能发电的比例在欧美国家逐渐提高，太阳能光伏技术也得到了不断发展。其中，欧盟是世界上光伏发电量最大的地区。在2008年，这个区域占全球光伏发电量的80%。而德国和西班牙的光伏发电总量总和约占欧盟的84%，是名副其实的光伏发电强国。这些成就要归功于欧盟近20年来持续推动光伏产业发展。欧盟预计在2020年，太阳能光伏发电将占欧盟总发电量的12%。
日本也是太阳能发电的强国，而且使用范围非常广，一般家庭都可以使用太阳能光伏装置发电。他们的做法是，通过政府补贴，鼓励家庭购买家用的光伏发电装置。每个家庭通过光伏发电装置产生的剩余电量可以卖给政府或电力公司。这使日本的光伏发电量不断提高，也使日本的能源利用率大幅提升。
美国虽然在光伏发电技术上较早起步，但由于以往美国政府对光伏发电并不重视，以至美国的光伏发电的发电量和技术革新不如欧盟和日本。但随着美国奥巴马政府出台一系列鼓励发展新能源的政策，美国在光伏发电产业上大有后来居上的势头。现在，美国的不少州出台了《可再生能源配额标准》。以加州为例，凡在住屋、商业建筑或公用建筑屋顶上安装太阳能设备的家庭或企业，都可获得州政府的多项补助，其中包括享受30%的减税优惠，减少30%的安装成本等。
高 峰
�(中国科学院资源环境科学信息中心 兰州 730000)
摘要：太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用 的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，其开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源 带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。当前， 太阳能开发利用技术及其推广应用突飞猛进，1997年，全球太阳能电池的销售量增加了40% ，成为全球发展最快的能源。太阳能热水器已形成行业，正以其优良的性能价格比不断地 冲击燃气、电热水器市场；太阳能热电站也已商业化，是大型太阳能电站的希望所在；光电 技术发展更快，表现在光电转换效率的不断提高和光电池制造成本的不断下降以及各种新型 太阳能电池的问世。各国对太阳能的开发利用给予了极大关注，突出表现在各国政府推出的 光伏计划，如德国的“千顶计划”，日本的“朝日七年计划”以及美国的“百万屋顶计划” 等。以色列在其房屋太阳能热水器安装率达80%的情况下，更是明文规定，凡新建房屋必须 配置太阳能热水器。我国太阳能开发利用有其成功之处，但也存在诸多问题和不足。在综合 分析我国太阳能开发利用现状的基础上，对进一步发展我国太阳能产业进行了如下思考：① 重视太阳能 开发利用，迎接太阳能经济时代；②加大投资力度，实施强化的光电发展战略；③加大政策 优惠程度，扶植太阳能热水器行业；④发挥资源优势，转化产业优势。
在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保 严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在 常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温 室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源 的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步 ，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得 到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。�
1 太阳能与化石能源的简要比较
1．1 化石能源带来的问题
(1)能源短缺
由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满 足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能 延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年〔1〕。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。
(2)环境污染
当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。 这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。
(3)温室效应
化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国 际组织已召开多次会议，限制各国CO2等温室气体的排放量。
1．2 阳能资源及其开发利用特点
(1)储量的“无限性”
太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍〔2〕。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。�
(2)存在的普遍性
虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。�
(3)利用的清洁性
太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。
(4)利用的经济性
可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费，有关研究结果表明〔3〕，太阳能热水器已具很强的竞争力。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。
1.3 21世纪后期太阳能将占主导地位
世界各国，尤其发达国家对21世纪的能源问题都特别关注。由于化石能源储量的有限性和利用的污染性，各国专家都看好太阳能等可再生能源，尽管目前太阳能的利用仅在世界能源消 费中占很小的一部分。如果说20世纪是石油世纪的话，那么21世纪则是可再生能源的世纪， 太阳能的世纪。据权威专家估计〔4〕，如果实施强化可再生能源的发展战略，到下世纪中叶，可再生能源可占世界电力市场的3/5，燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中， 太阳能处于突出位置。美国的马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势的研究结果(如图1所示) 表明，太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段，并在2050年左右达到30%的比例，次于核能居第二位，21世纪末太阳能将取代核能居第一位〔5〕。壳牌石油公司经过长期 研究得出结论，下一世纪的主要能源是太阳能；日本经济企划厅和三洋公司合作研究后则更 乐观地估计，到2030年，世界电力生产的一半将依靠太阳能〔2〕。正如世界观察研 究所的一期报告所指出：正在兴起的“太阳经济”将成为未来全球能源的主流。其最新一期 报告则指出，1997年全球太阳电池的销售量增长了40%，已成为全球发展最快的能源①①。
2太阳能开发利用技术及其产业化的现状与发展趋势�
人类利用太阳能已有几千年的历史，但发展一直很缓慢，现代意义上的开发利用只是近半个 世纪的事情。1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，从此揭开了太阳能开发 利用的新篇章。之后，太阳能开发利用技术发展很快，特别是70年代爆发的世界性的石油危 机有力地促进了太阳能开发利用。经过近半个世纪的努力，太阳能光热利用技术及其产业异 军突起，成为能源工业的一支生力军。迄今为止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归 结为太阳能热利用和光利用两个方面。太阳能利用的具体形式和用途如图2所示〔2〕。�
图2太阳能利用系统
2.1太阳能热利用及其产业发展�
根据可持续发展战略，太阳能热利用在替代高含碳燃料的能源生产和终端利用中大有用武之 地。从图2可以看出，太阳能热利用具有广阔的应用领域，可归纳为太阳能热发电(能源产出 )和建筑用能(终端直接用能)，包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形 成产业的当属太阳能热水器和太阳能热发电。�
2.1.1 太阳能热水器�
在世界范围内，太阳能热水器技术已很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断地冲击 电热水器市场和燃气热水器市场。国外的太阳能热水器发展很早，但80年代的石油降价，加 之取消对新能源减免税优惠的政策导向，使工业发达国家太阳能热水器总销售量徘徊在几十万平方米。据报道，1992年国外太阳能热水器总量为45万m2，其中日本为20万m2，美国 为12万m2，欧洲为8万m2，其他国家为5万m2。世界环境发展大会之后，许多国家又开 始重视太阳能热水器在节约常规能源和减少排放CO2方面的潜力，仅据美国加州首府萨克 门托市的计划，到2000年太阳能热水器将取代该州47000套家用电热水器；到2000年日本太 阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器 。目前，我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。1992年销售量为50万m2 ，为世界其他各国销售量之和；1995年销售量翻番，达100万m2。据初步统计，1997年我 国太阳能热水器销售量300万m2，目前，我国从事太阳能热水器研制、生产、销售和安装 的企业达到1000余家，年产值20亿元，从业人数1.5万人能源工程，1999 ，(1)：59。但从房屋的热水器安装率来说，以色列已达80%，日本为11%，台 湾达2.7%.〔6〕.，我国在千分之几左右，其太阳能热水器的推广应用潜力仍很大。国 际上，太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展，目前其产品的发 展方向仍注重提高集热器的效率，如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层， 以减少热量损失；聚脂薄膜的透明蜂窝已在德国和以色列批量生产。.
随着世界范围内的环境意识和节能意识的普遍提高，太阳能热水器必将逐步替代电热水器和 燃气热水器。虽然太阳能热水器目前仍存在市场价格高、受季节和天气影响的不利因素，但 太阳能热水器具有不耗能、安全性、无污染性等优势，而且随着技术的发展其经济性也逐渐 显露出来。表1为三种热水器的经济指标比较结果.〔3〕.，从中可以看出，太阳能热水 器在经济上已具有较强的竞争力。��
表1三种热水器经济指标对比
项目品种寿命(年)
使用天数 (天)
购置费用�(元)
运行费用�(元)
总投资�(元)
备 注
太阳能热水器
10～15
300*2300
250
2550
均以日
产水量电热水器
5～8
300
1000
4500
550080kg
水温40燃气热水器
6
300
5003
700420
0～60℃计算
*有关专家认为该数字应为250天左右。��
2.1.2 太阳能热发电技术�
80年代太阳能热利用技术的最大突破是实现了太阳能热发电的商业化。Luz国际公司在美国 南加州自1984年至1991年共建造了9个柱形抛物槽镜分散聚光系统的太阳能热发电站，总功 率为354MW，约占当地电网容量的2%〔7〕。9座电站中最大的容量为80MW，约有900条 聚光槽组成。由于美国政府和州政府先后在1991年取消对太阳能电站的投资减免税优惠政策 ，迫使第10号电站停建，公司宣告破产。另一颇具实力的Solel公司也在致力于太阳能热发 电，它于1992年接收了破产的Luz公司的技术，将开发市场瞄向澳大利亚、以色列和北美洲 。Solel公司自称具有建造300MW大型太阳能热发电站的能力。该公司已开始在澳大利亚建造 一座70MW的槽型太阳能热发电装置，并计划在以色列建一座200MW的电站，同时正在洽谈在 北美洲和另两洲建三座电站，每座200～300MW。Solel公司在澳大利亚的另一目标是2000年 的悉尼奥运会，它和米尔斯公司将合建一个太阳能热发电的联合体，为奥运村旅馆和运动会 主会场提供10MW的电力〔7〕。希腊政府1997年开始实施一项500MW的太阳能热发电 项目，计划于2003年完工，届时将是世界上最大的太阳能电站。此外，它的阿莫科石油公司 将在印度沙漠地区建造一座更大的太阳能热电站沙特阿拉伯《中东报》，1997年12 月1日报道。�
目前，太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是：①30～80MW线聚焦抛物面槽式太 阳热发电技术(简称抛物面槽式)；②30～200MW点聚焦中央接收式太阳热发电技术(简称塔式 )；③7.5～25kW的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。在上述三种技 术中，抛物面槽式领先一步，美国加州的9座太阳热发电站可以代表槽式热发电技术的发展 现状。塔式太阳热发电技术也是集中供电的一种适用技术，目前只有美国巴斯托建的一座叫 “SolarⅡ”的电站，功率为43MW，该电站成功运行两年后，两家美国电力公司计划建两座1 00MW的电站〔8〕。为了提高塔式电站的效率，有人提出了一种新想法〔8〕， 把带有太阳能塔的定日镜阵列附加到先进联合循环电站上作为燃料节省装置，采用甲烷重整 工艺，以太阳能提高天然气等级。抛物面盘式太阳热发电技术很适合于分散式发电，可以在 偏远地区用作独立系统。作为太阳能供电的一种方式，太阳热发电技术在经济上是可行的， 而且有较大的市场潜力。在美国加州的太阳热发电站建造过程中，由于技术进步及容量的增 大，电站的装机造价和发电成本显著下降，1984年Ⅰ号电站(14MW)造价为5979美元/kW，发 电成本26.5美分/kWh；到1990年的Ⅷ号电站(80MW)，造价降至3011美元/kW，发电成本降到 8.9美分/kWh.〔9〕.。因此，抛物面槽式在太阳能丰富的地区，经济上已能与燃油的 火力电站竞争。我国西南电力设计院曾对西藏地区以引进Luz公司太阳能热电站进行估算， 如果考虑设备的折旧和还贷，太阳能热电站和火力发电站的发电成本均为1.1元/kWh，如果 不考虑设备折旧，仅计入运行和维护费用，则太阳能电站的发电成本为0.1元/kWh，而火力 发电站的成本为0.8元/kWh.〔9〕.。有人估算过13种太阳热电站在不同日照射条件下 的发电成本.〔8〕.，结果表明，随着年产电量的增加，主要是随着机组容量的增大、 日射强度的增高、部件和系统的进一步改进，发电成本显著下降。进而对地中海国家的太阳 能热发电应用进行过可行性研究，认为太阳能的热利用在这一地区具有特殊重 要性，具有巨大的市场潜力。一方面，地中海国家技术水平高、资金雄厚，且有很好的太阳 热发电示范和早期商业化基础；另一方面，未来几十年里，地中海国家能源需求量大，每年 要新增5～6GW，加之该地区太阳能资源丰富，年辐射强度大于1700kWh/m\+2的面积达到700 万km\+2，太阳热可发电容量达1200GW，是目前全球电力需求的4倍。所有这一切形成了地中 海地区广阔的太阳能热发电市场。� 2�2太阳能光电技术及其产业�
2.2.1太阳能光电已成为全球发展最快的能源�
50年代第一块实用的硅太阳电池的问世，揭开了光电技术的序幕，也揭开了人类利用太阳能 的新篇章。自60年代太阳电池进入空间、70年代进入地面应用以来，太阳能光电技术发展迅 猛。世界观察研究所在其最近一期研究报告中指出，利用太阳能获取电力已成为全球发展最 快的能量补给方式。报告说，1990年以来，全球太阳能光伏发电装置的市场销售量以年平均 16%的幅度递增，目前总发电能力已达800MW，相当于20万个美国家庭的年耗电量太阳能，1998，(4)：22。�
2.2.2提高转换效率、降低成本是光电技术发展的关键�
当前影响光电池大规模应用的主要障碍是它的制造成本太高。在众多发电技术中，太阳能光 电仍是花费最高的一种形式，因此，发展阳光发电技术的主要目标是通过改进现有的制造工 艺，设计新的电池结构，开发新颖电池材料等方式降低制造成本，提高光电转换效率。近年 来，光伏工业呈现稳定发展的趋势，发展的特点是：产量增加，转换效率提高，成本降低， 应用领域不断扩大。目前，世界太阳电池年产量已超过150MW，是1944年产量的两倍还多， 如表2所示。单晶硅太阳电池的平均效率为15%，澳大利亚新南威尔士大学的实验室效率已 达24.4%；多晶硅太阳电池效率也达14%，实验室最大效率为19.8%；非晶硅太阳电池的稳 定效率，单结6～9%，实验室最高效率为12%，多结电池为8～10%，实验室最高效率为11.83 %.〔10〕.。表3��〔11〕�为有关研究人员所做的太阳能电池组件的效率预测。由于 生产规模的扩大，生产工艺的改进，晶体硅太阳电池组件的制造成本已降至3～3�5美元/W �p，售价也相应降到4~5美元/W�p；非晶硅太阳能电池单结售价3~4美元，多结售价为4～5 美元/W�p��〔10〕�。与十年前相比，太阳光电池价格普遍降低了20%。最近，瑞士联邦 工学院M·格雷策尔研制出一种二氧化钛太阳能电池，其光电转换率高达33%，并成功地采用 了一种无定形有机材料代替电解液，从而使它的成本比一块差不多大的玻璃贵不了多少，使 用起来也更加简便��〔12〕�。可以预料，随着技术的进步和市场的拓展，光电池成本及 售价将会大幅下降。表4��〔13〕�为地面用光伏组件成本/价格的预测结果，表5为美国 国家可再生能源实验室对太阳电池成本与市场的关系所做的估计��〔14〕�。对比表4， 表5，可以看出，2010年以后，由于太阳能电池成本的下降，可望使光伏技术进入大规模发 展时期。��
表2世界光电组件的产量及年增长率
年份1989199019911992199319941995199619971998
年产量(MW)42.047.054.058.261.070.781.090.612 2150年增长率(%)12%15%8%5%16%15%12%35%23%�
表4地面用太阳能电池组件成本/价格预测(美元)
电池种类1990199520002010
单晶硅3.25/5.402.40/4.001.50/2.501.20/2.00
多晶硅3.00/5.002.25/3.751.50/2.501.20/2.00
聚光电池3.00/5.002.00/3.301.20/2.001.00/1.67
非晶硅3.00/5.002.00/3.331.20/2.000.75/1.25
薄膜硅2.00/3.331.20/2.000.75/1.25
CIS2.00/3.331.20/2.000.75/1.25
CdTe1.50/2.501.20/2.000.75/1.25�
表5太阳能电池成本与市场的关系
太阳能电池成本�(美元/峰瓦)可进入的市场
＞6少量应用2～5通信、边远地区
1～2城市屋顶系统＜1大规模发电
表3商品化光伏直流组件效率预测(%)
电池技术199019952000 2010
单晶硅12151822
浇铸多晶硅11141620
带状硅12141721
聚光器(光电池)17202530
非晶硅(包括叠层电池)5～67～91014
CuInSe\-2-8～101214
CdTe-8～101214
低成本基片硅薄膜-8～101215
球粒电池-101214\= 2�2�3光伏新技术发展日新月异�
近年来，围绕光电池材料、转换效率和稳定性等问题，光伏技术发展迅速，日新月异。晶体 硅太阳能电池的研究重点是高效率单晶硅电池和低成本多晶硅电池。限制单晶硅太阳电池转 换效率的主要技术障碍有：①电池表面栅线遮光影响；②表面光反射损失；③光传导损失； ④内部复合损失；⑤表面复合损失。针对这些问题，近年来开发了许多新技术，主要有：① 单双层减反射膜；②激光刻槽埋藏栅线技术；③绒面技术；④背点接触电极克服表面栅线遮 光问题；⑤高效背反射器技术；⑥光吸收技术。随着这些新技术的应用，发明了不少新的电 池种类，极大地提高了太阳能电池的转换效率，如澳大利亚新南威尔士大学的格林教授采用 激光刻槽埋藏栅线等新技术将高纯化晶体硅太阳能电池的转换效率提高到24.4%，他在1994 年5月表示能用纯度低100倍的硅制成高效光电池，约在10年后采用该类电池的太阳能发电成 本可降至5～8美分/kWh.〔15〕.。光伏技术发展的另一特点是薄膜太阳能电池研究取得 重大进展和各种新型太阳能电池的不断涌现。晶体硅太阳能电池转换效率虽高，但其成本难 以大幅度下降，而薄膜太阳能电池在降低制造成本上有着非常广阔的诱人前景。早在几年 前，澳大利亚科学家利用多层薄膜结构的低质硅材料已使太阳能电池成本骤降80%，为此， 澳大利亚政府投资6400万美元支持这项研究，并希望10年内使该项技术商业化.〔16〕.。�
高效新型太阳能电池技术的发展是降低光电池成本的另一条切实可行的途径，近年来，一些 新型高效电池不断问世。专家推断，只要有一二种取得突破，就会使光电池局面得到极大的 改观。�
(1)硒化铜铟(CuInSe\-2,CIS)薄膜太阳能电池..〔17〕.：1974年CIS电池在美国问世，1 993年美国国家可再生能源实验室使它的本征转换效率达16.7%，由于CIS太阳能电池具有成 本低(膜厚只有单晶硅的1/100)、可通过增大禁带宽度提高转换效率(理论值为单晶30%，多 晶24%)、没有光致衰降、抗放射性能好等优点，各国都在争相研究开发，并积极探索大面积 应用的批量生产技术。�
(2)硅-硅串联结构太阳能电池〔18〕：通过非晶硅与窄禁带材料的层叠，是有效利用 长波太阳光，提高非晶硅太阳能电池转换效率的良好途径。研究表明，把1.3ev和1.7ev光 学禁带度组合起来的薄膜非晶硅与多晶硅串联电池转换效率最高。它具有成本低、耗能少、 工序少、价廉高效等优点。�
(3)用化学束外延(CBE)技术生产的多结Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池〔19〕：Ⅲ-Ⅴ族化 合物(如GaAs,InP)具有较高的光电转换效率，这些材料的多层匹配可将太阳能电池转换效率 提高到35%以上。而这种多层结构很容易用CBE法制作，并能以低于1美元/W�p的成本获得超 高效率。�
(4)大面积光伏纳米电池〔20〕：1991年瑞士M.Grtzel博士领导的研究小组 ，用纳米TiO\-2粉水溶液作涂料，和含有过渡族金属有机物的多种染料及玻璃等材料制作出 微晶颜料敏感太阳能电池，简称纳米电池。计算表明，可制造出转换效率至少为12%的低成 本电池。这种电池为大面积应用于建筑物外表面提供了广阔的前景。�
2.2.4各国的光伏计划雄心勃勃�
随着太阳能光电技术的日趋成熟和商业化发展，太阳能光电技术的推广应用有了长足的进展 。目前，已建成多座兆瓦级光伏电站，最大的是位于美国加州的光伏电站，容量为6.5MW. p，现正在希腊克里特岛建造的一座阳光电站，容量为50MW.p，估计2003年可建成供电，总 投资1775万美元新能源，1997，19(2)：23。而在美国准备建造的另一座电 站规模将达到100MW.p，已与太阳能热发电站容量相匹敌。除此之外，一些国家推出的屋顶 计划将更引人注目，显示了阳光发电的广阔应用前景和强大的生命力。1990年，德国政府率 先推出的“千顶计划”，至1997年已完成近万套屋顶光伏系统，每套容量1～5kW.p，累计 安装量已达33MW.p，远远地超出了当初制定的计划规模。日本政府从1994年开始实施“朝 日七年计划”，计划到2000年安装16.2万套屋顶系统，总容量达185MW.p，1997年又再次 宣布实施“七万屋顶计划”，每套容量扩大到4kW.p，总容量为280MW.p。印度于1997年12 月宣布在2002年前推广150万套太阳能屋顶系统。意大利1998年开始实施“全国太阳能屋顶 计划”，总投入5500亿里拉，总容量达50MW.p。而最雄心勃勃的屋顶计划当属1997年6月美 国总统克林顿宣布实施的美国“百万屋顶计划”，计划从1997年开始至2010年，将在百万个 屋顶上，安装总容量达到3025MW.p的光伏系统，并使发电成本降到6美分/kWh。上述各国屋 顶计划的实施，将有力地促进太阳能光电的应用普及，使太阳能光电进入千家万户。�
与此相呼应，当前世界上实力雄厚的10家光伏公司，虽然目前的生产能力都不大，但都有雄 心勃勃的扩展计划。各公司年产目标为：Kyocera公司和夏普公司60MW，BP太阳能公司50MW ，西门子公司和Solarex公司30MW，壳牌/Pilington公司和ASE公司25MW，Photo wott公司， AP公司和三洋/Solec公司15MW。据美国Spire公司预测，2003年世界光电池的生产能力将达 到350MW，而2010年的光电池组件交易量将达到700～4000MW/年②�。�
光伏技术发展的趋势，近期将以高效晶体硅电池为主，然后逐步过渡到薄膜太阳能电池和各 种新型太阳能光电池的发展。应用上将从屋顶系统突破，逐步过渡到与建筑一体化的大型并 网光伏电站的发展。�
2.3太阳能光电制氢�
70年代科学家发现：在阳光辐照下TiO2之类宽频带间隙半导体，可对水的电解提供所需能 量，并析出O2和H2，从而在太阳能转换领域产生了一门新兴学科--光电化学。随着光 电化学及光伏技术和各种半导体电极试验的发展，使得太阳能制氢成为发展氢能产业的最佳 选择。�
1995年，美国科学家利用光电化学转换中半导体/电介质界面产生的隔栅电压，通过固定两 个光粒子床的方法，来解决水的光催化分离问题取得成功〔22〕。其两个光粒子床概 念的光电化学水分解机制为：�
H2的光反应4H2O+4M°→2H2+4OH-+4M+�
O2的光反应4OH-+M+→O2+2H2O+4M°�
净结果为：2H2O→2H2+O2(其中M为氧化还原介质)�
近来，美国国家可再生能源实验室还推出了一种利用太阳能一次性分解成氢燃料的装置。该 装置的太阳能转换率为12.5%，效率比水的二步电解法提高一倍，制氢成本也只有电解法的 大约1/4〔23〕。日本理工化学研究所以特殊半导体做电极，铂对极，电解质为硝酸 钾，在太阳光照射下制得了氢，光能利用效率为15%左右〔24〕。�
在太阳能制氢产业方面，1990年德国建成一座500kW太阳能制氢示范厂，沙特阿拉伯已建成 发电能力为350kW的太阳能制氢厂〔24〕。印度于1995年推出了一项制氢计划，投资4 800万美元，在每年有300个晴天的塔尔沙漠中建造一座500kW太阳能电站制氢，用光伏-电解 系统制得的氢，以金属氧化物的形式贮存起来，保证运输的安全新能源，17(3)，19 95，19。自90年代以来，德、英、日、美等国已投资积极进行氢能汽车的开发。美 国佛罗里达太阳能中心研究太阳能制氢(SH)已达10年之久，最近用SH作为汽车燃料-压缩天 然气的一种添加剂，使SH在高价值利用方面获得成功〔25〕，为氢燃料汽车的实用化 提供了重要基础。其他，在对重量十分敏感的航天、航空领域以及氢燃料电池和日常生活中 “贮氢水箱”的应用等方面氢能都将获得特别青睐。�
由于氢是一种高效率的含能体能源，它具有重量最轻、热值高、“爆发力”强、来源广、品 质纯净、贮存便捷等许多优点
根据最新的权威数据统计，2020年我国光伏新增装机48.2GW，累计装机量达到253GW，多晶硅产量39.2万吨，光伏组件产量124.6GW，光伏产品出口额197.5亿美元，组件出口量则达到78.8GW，创历史新高。
2020年发展形势
（一）应用市场恢复性增长2020年，我国光伏新增和累计装机容量继续保持了全球第一，国内光伏新增装机规模达48.2GW，创历史第二新高，同比增长60%，特别是集中式电站同比增长了近83%；截至2020年底，光伏累计并网装机量达253GW，同比增长23.5%；全年光伏发电量2605亿千瓦时，同比增长16.2%，占我国全年总发电量的3.5%，同比提高0.4个百分点。
（二）光伏产品出口稳中有增
2020年，我国光伏产品出口总额约197.5亿美元，同比下降5%。其中硅片出口额17.7亿美元，出口量约27GW；电池片出口额约9.9亿美元，出口量约9GW，硅片和电池片出口量与去年同期相比略有下降。组件出口额为169.9亿美元，出口量约78.8GW,同比增长18%。随着海外疫情的爆发，对海外光伏市场需求的预期下降,导致二季度光伏产品价格大幅下降,这是光伏产品出口额下降的主要原因。同时，海外工厂产能利用率下降导致硅片、电池片的出口量下降，但全球以光伏为代表的可再生能源市场发展并未受到疫情较大影响，继续拉动组件出口量的上升。多晶硅进口方面，随着国内多晶硅供应大幅提升，以及海外多晶硅产能的逐步退出，2020年，我国太阳能级多晶硅进口量约为9.9万吨，同比下降29.6%，进口额约为9亿美元。
