光伏产业最早在哪里诞生

所谓光生伏打效应就是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的 PN 结时，就会在 PN 结的两边出现电压 , 叫做光生电压。这种现象就是著名的光生伏打效应。使 PN 结短路，就会产生电流。

1839年，法国物理学家A.E.贝克勒尔意外地发现，用两片金属浸入溶液构成的伏打电池，受到阳光照射时会产生额外的伏打电势，他把这种现象称为光生伏打效应。1883年，有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。后来就把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称光电池或太阳电池。

定义

是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。

当两种不同材料所形成的结受到光辐照时，结上产生电动势。它的过程先是材料吸收光子的能量，产生数量相等的正﹑负电荷，随后这些电荷分别迁移到结的两侧，形成偶电层。光生伏打效应虽然不是瞬时产生的，但其响应时间是相当短的。

发现者

1839年，法国物理学家A. E. 贝克勒尔意外地发现，用两片金属浸入溶液构成的伏打电池，受到阳光照射时会产生额外的伏打电势，他把这种现象称为光生伏打效应。1883年，有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。后来就把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。

当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会产生光生伏打效应。光生伏打效应使得PN结两边出现电压，叫做光生电压。使PN结短路，就会产生电流。

1839年，法国贝克勒尔第一次发现，在光照条件下，某些固体系统的两端具有电压，用导线将两端连接起来后，有电流输出，这就是光生伏特效应（photovoltaics，简称PV）。1954年,贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6％的单晶硅太阳电池，现代硅太阳电池时代从此开始。

二、光伏发电的优点

与常用的火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要体现在：

1、太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。只要在全球4%的沙漠安装太阳能就可以满足全球需要。

2、太阳能资源随处可得，可就近供电。就地产生，就地消纳，使用方便灵活，能源质量高，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失，同时也节省了输电成本。

3、太阳能光伏发电的能量转换过程简单，全部采用电子元器件构成，是直接从光子到电子的转换，没有中间过程，不存在机械磨损。所以光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。

4、太阳能光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

5、太阳能光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势，可以起到良好的建筑节能作用。

6、太阳能光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。不用燃料，运行成本很低。

7、太阳能光伏发电工作性能稳定可靠，使用寿命25年以上。

8、太阳能电池组件结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短，而用根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容，避免浪费。

9、使用者从感情上容易接受，可提升业主品牌形象。在欧美安装光伏发电系统已成为时尚潮流和上层人士体现身份的象征。

三、并网光伏系统原理

光伏组件的直流电经过并网逆变器转换成日常使用的交流电，直接与公共电网相连接，光伏电能既可以被用户负载使用，多余的可以直接上网销售。

随着光伏发电的大规模利用， 退役和废旧光伏组件的回收利用 成为越来越突出问题，同时也为行业带来了巨大的新商机。如今，这一新兴产业已经处于爆发的前夕。

一、组件回收——必要性与紧迫性并存

随着全球环境恶化和能源危机的日益加剧，碳达峰、碳中和已成为全球的共识，光伏新能源作为各国实现气候目标的重要途径之一，装机容量更是快速增长。

2021年，全球新增光伏装机量达到183GW，同比增长30％以上。据BNEF彭博新能源财经预计，到2030年这一数字将增加到334GW。我国作为光伏产业发展最成熟的国家，光伏发电累计装机容量已超过200GW，预计2030年新增装机水平将达到105GW～128GW。

未来光伏发电的装机规模，无疑将由“GW时代”跨越至“TW时代”。

但与此同时，光伏发电的大规模应用，却不可避免地衍生出了废旧光伏组件的回收问题。

据国际能源机构一组预测数据显示，2030年，全球光伏组件回收将达800万吨左右，迎来回收大潮。2050年，全球则会有将近8000万吨的光伏组件进入回收阶段。

其中， 中国将在2030年面临需要回收达150万吨的光伏组件，在2050年将达到约2000万吨，是埃菲尔铁塔重量的2000倍。

如此大量的废旧光伏组件如果处理不当，给环境、社会带来不良影响无疑将不可小觑。

但如果处理得当，则不仅可以助力资源的循环再利用，缓解资源短缺，还能够培育新兴产业，创造更多就业价值，同时真正实现光伏全生命周期的绿色发展，促进光伏产业的可持续发展。

组件回收必要性与紧迫性并存，但当前组件回收工作仍然面临着诸多挑战。

二、组件回收目前面临的难点有哪些？

1、非法遗弃和非法倾倒

安装在建筑物屋顶上的分布式光伏电站，往往会随着建筑物的拆除而废弃。在土地上搭建的地面电站则可能随着土地租赁到期被拆掉，如果业主无法支付或准备回收处理的费用，那么废弃的组件很可能会被放置在原处，或者被非法倾倒在其他土地上。

2、有害物质泄漏和扩散的潜在威胁

实际上，大多数废弃光伏电池板件的归宿是被当做废品卖到废品回收站。

我们知道，根据电池板的类型，太阳能电池板含有铅、硒和镉等有害物质。当电池板被卖到废品回收站后，很少有人知道其中有这么多有害物质，也就很少会进行适当的废弃处理。

3、处理场所短缺

以日本为例，自2012年日本引入FIT（可再生能源固定价格收购）制度开始，光伏发电装机规模明显扩大且扩大速度持续提升。按照光伏组件25年的生命周期来计算，预计会在2040年左右进入密集报废期，每年约产生80万吨的废弃光伏电池板。如果把这些电池板铺开， 面积相当于182个天安门广场， 高峰期可能导致回收处理场所的暂时短缺。

4、技术难点

目前已有的成熟光伏组件回收处理技术主要有三种，包括 物理分离、有机溶剂溶解法、热处理与化学方法相结合。

①物理分离法

物理分离法是指将组件经破碎、金属剥离、湿法冶金分离等步骤来回收金属。实验表明此方法仅可获得17.4%金属回收率。

②有机溶剂溶解法

有机溶剂溶解法是指选择几种有机溶剂浸泡去除背板的晶硅电池片，用有机溶剂溶解封装材料EVA，使玻璃与电池片分离，此方法可以获取整块完整的电池片。

③热处理与化学方法相结合法

热处理与化学方法相结合法是指把去除背板的电池板放在管式炉或者马弗炉中，将封装材料EVA去除干净，得到纯净的电池片，再使用化学方法把电池片表面的减反射层、银浆和铝去除，得到纯净的硅片。

以上方法中，无机酸和有机酸溶解只针对EVA的去除和分离，未考虑到边框的拆除和硅晶片再利用，且剩下的废液也难处理；而物理分离法也不够完善，未能分离各单一的组分。同时，对含氟背板的回收问题，也是一个难点。我国光伏退役回收工作的重要参与者、带头人，中国科学院电工研究所高级工程师吕芳表示：“过去90%的光伏组件背板是含氟背板，不能烧、埋，否则会带来不可逆的环境污染，对人体也有重大危害。”

光伏组件的回收处理方法仍有待探索。

5、高成本

无锡尚德总裁何双权曾发文指出，目前很大一部分组件建于偏僻的西北地区或位于屋顶之上，增加了运输成本，同时需要购置专门的回收设备与相关材料，加上技术尚不成熟，投资消耗较大，回收物质的纯度却不高，以及尚未形成大规模的操作形式，因此 光伏组件回收成本仍高。

高成本仍是光伏组件回收市场难以回避的一个“门槛”。

三、光伏组件回收正呈产业化趋势

尽管光伏组件回收还面临着诸多棘手难题，但光伏的飞速发展和大规模应用，正为这一新兴产业的诞生和发展不断添火。

过去数年，韩国、日本和来自欧盟的一些国家在光伏组件回收产业化问题上一直积极布局。

欧盟于2014年正式将光伏组件纳入“报废电子电气设备指令”，还通过“PV CYCLE”和“CERES CYCLE”回收组织负责处理废旧光伏组件。2017年，又进一步颁布了针对光伏组件回收的欧盟标准，并建设了化学法示范线和物理法/化学法综合示范线。

2018年， 法国建立了世界首个光伏组件回收工厂 ，对光伏组件材料的回收利用率超95%；

2021年，澳大利亚正式批准Clive Fleming成立澳洲首家光伏组件回收工厂Claiming PV，尚德、阿特斯、英利、韩华等公司参与技术支持；

在国内，光伏组件回收发展起步于“十二五”规划，依托于科技部“863”课题计划，经历了长达10年的实验室研究，在技术上可与国外并驾齐驱。

2019年4月，国家科技部的国家重点研发计划可再生能源和氢能技术重点专项“成套技术和装备项目”开始实施，英利集团、晶科能源等13家光伏企业联手中国科学院等众多科研院所，针对光伏组件的回收技术、关键装备研制、回收处理示范线、回收标准体系和监管机制，积极展开探索。

同时，自2017年起，国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司（以下简称“黄河公司”）还率先自主开展光伏组件环保处理、回收的关键技术和装备的研究。截止2021年12月底， 黄河公司已建成我国首条组件回收中试线 ，闭环形成多晶硅、硅片、电池、组件、支架、光伏电站规划设计及建设、运行维护、检测评价及组件回收的垂直一体化光伏全产业链。

三、亟待更多力量的加入

中国科学院电工研究所高级工程师、中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长吕芳表示：“未来，光伏组件回收将成为光伏产业链的新产业增长点，必然会有人进入，不管是资本方还是工业界等都会进入。”而当前国内光伏组件回收技术正是需要“百花齐放”。

期待未来随着更多力量的加入，如何低成本地实现光伏废弃组件的回收利用和无害化处理等一系列问题，都能够得到逐一破解，真正实现光伏全生命周期的绿色发展，实现光伏产业的可持续发展。

1，德州东帝光电科技有限公司座落于德州市，北依河北省，南邻省会济南，西接山西煤炭基地，东连胜利油田及胶东半岛，处于华北、华东两大经济区连结带和环渤海经济圈、黄河三角洲以及“大京九”经济开发带交汇区内。

2，晶科能源控股有限公司（纽交所代码：JKS)，是全球极具创新力的光伏企业。公司为中国，美国，日本，德国，英国，智利，南非，印度，墨西哥，巴西，阿联酋，意大利，西班牙，法国，比利时以及其他地区的地面电站，商业以及民用客户提供太阳能产品，解决方案和技术服务。

3，汉飞新能源（深圳）有限公司是新能源领域的综合性服务公司，提供太阳能发电、太阳能热水、电力交易相关的一站式服务。汉飞致力于调整企业用电结构、优化电力资源配置、能为企业用户降低用电成本。

4，深圳南方阳光太阳能技术有限公司成立于2005年底，是专业从事太阳能光伏、光热、太阳能家用发电一体机和LED等产品的研发、生产、设计、安装和售后服务为一体的高新技术企业。

5，晶华光普（北京）新能源科技有限公司，是一家致力于绿色能源，专业从事太阳能光伏、光热、太阳能家用发电一体机和LED广告媒体等产品的研发、设计、工程安装和售后服务为一体的新能源技术企业。

6，甘肃程浩新能源有限公司成立于2012年，位于丝绸之路经济带的重要节点城市——甘肃省兰州市。公司从事太阳能光伏、风力发电机等各类新能源产品的设计、制造、销售、工程及服务。

7，亿晶光电科技股份有限公司（以下简称“亿晶光电”），是中国第一家在上海证券交易所A股上市的专业生产太阳能电池组件的光伏企业，亿晶光电通过其全资子公司常州亿晶光电科技有限公司开展所有生产经营活动，勤诚达投资（为勤诚达集团全资子公司）现是亿晶光电第一大股东。

8，山东盛唐新能源电力股份有限公司成立于2013年，于2016年8月完成股份制改革，是一家引进德国先进经验的高新技术企业，淄博市光伏行业协会会长单位。公司位于山东省淄博市经济开发区新华大道3009号。

9，湖南万千光伏科技有限公司由多名光伏行业资深光伏专家共同创建，是湖南光伏领域专业的系统集成商和整体解决方案服务商之一。

10，晶澳太阳能成立于2005年，是光伏发电解决方案平台企业，产业链覆盖硅片、电池、组件及光伏电站。晶澳在全球拥有12个生产基地，在海外拥有13个销售公司，产品足迹遍布135个国家和地区，广泛应用于地面光伏电站以及工商业、住宅分布式光伏系统。

1，光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。

2，硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。

3，当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。

光伏发电指通过光伏发电系统将太阳能转化为电能的过程。

通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成，同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统组成一套完整的光伏发电系统。

太阳能电池是完成太阳能到电能转换的载体，光生伏特效应是光伏发电的基本原理。

早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，光伏发电技术由此诞生。

四大光伏企业分别是英利绿色能源控股有限公司、无锡尚德太阳能电力有限公司、常州天合光能有限公司和苏州阿特斯阳光电力科技有限公司。

1、英利绿色能源控股有限公司：

一家全球领先的太阳能公司，也是全球最大的垂直一体化光伏发电产品制造商之一。业务主要涉及光伏组件的设计、制造和销售，产品主要销往德国、西班牙、意大利、希腊、法国、韩国、中国和美国等国家和地区，总部位于中国保定。

2、无锡尚德太阳能电力有限公司：

无锡尚德太阳能电力由施正荣博士于2001年1月建立，是一家集研发、生产、销售为一体的外商独资高新技术光伏企业，主要从事晶体硅太阳电池、组件、光伏系统工程、光伏应用产品的研究、制造、销售和售后服务。

3、常州天合光能有限公司：

全球领先的光伏智慧能源整体解决方案提供商，1997年创立于江苏常州， 2020年6月10日, 天合光能在上海证券交易所科创板挂牌交易，成为首家在科创板上市的涵盖光伏产品、光伏系统以及智慧能源的光伏企业。

4、苏州阿特斯阳光电力科技有限公司：

阿特斯阳光电力集团由归国太阳能专家瞿晓铧博士于2001年创办，2006年在美国纳斯达克股票交易所上市(纳斯达克代码：CSIQ)，是专业从事硅锭、硅片、太阳能电池片、太阳能组件和太阳能应用产品的研发、生产和销售，以及太阳能电站系统的设计和安装的光伏一体化企业。

扩展资料

阿特斯阳光电力集团成立19年来（2001年成立），通过多元化发展战略和市场布局，阿特斯已在全球7个国家和地区成立了16家光伏硅片、电池和组件生产企业，并在20多个国家和地区建立了分支机构。

阿特斯通过创新提高组件功率及单瓦发电量，降低度电成本。阿特斯研发的超410瓦黑硅多晶PERC双面半片电池组件，成为全球正面功率就超过400瓦的双面多晶组件，组件背面发电双面率高达75%。

在不同地面安装环境下，其组件背面发电增益最高可达30%。而由阿特斯研发并推出的十款组件，最高功率已超435瓦。

参考资料来源：百度百科-中国英利绿色能源控股有限公司

参考资料来源：百度百科-无锡尚德太阳能电力有限公司

参考资料来源：百度百科-天合光能股份有限公司

参考资料来源：百度百科-阿特斯阳光电力有限公司