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)1000兆瓦，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)能開發(fā)計(jì)劃，準(zhǔn)備在21世紀(jì)大規(guī)模開發(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)性能和工程、 光伏應(yīng)用和市場(chǎng)開發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開展研究工作。
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?br /> 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)能開辟?gòu)V闊的前景。