3．2．2 利用太陽光發(fā)電3．2．2．1 開發(fā)太陽光伏技術(shù)國際概況
普通太陽能電池，采用純凈的硅半導(dǎo)體材料制成。這種半導(dǎo)體硅吸收太陽光能，激發(fā)半導(dǎo)體里分成帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴，并把電荷輸送到電極，從而把太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能。
自上世紀(jì)五十年代美國研制成第一塊實(shí)用的硅太陽電池以來，太陽能光伏技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)。目前，光伏產(chǎn)業(yè)已成為全球發(fā)展最快的新興行業(yè)之一。由于光伏發(fā)電安全可靠、無噪聲、無污染，能量隨處可得，不受地域限制，無需消耗燃料、無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，故障率低且維護(hù)簡便，規(guī)模大小均可，所以深受歡迎。
光伏發(fā)電早已廣泛作為常規(guī)能源的補(bǔ)充，用于通信、信號電源和邊遠(yuǎn)無電地區(qū)居民用電，現(xiàn)在已作為分散式電源進(jìn)入電力市場，部分取代常規(guī)能源。目前世界上已有100多萬套光伏系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)，在2000年世界太陽能電池產(chǎn)量已達(dá)到287.7MW，累計(jì)安裝量超過1300MW，2004年全球光伏行業(yè)的銷售收入已高達(dá)70億美元，預(yù)計(jì)至2010年將增長到300億美元，凈利潤將由2004年的8億美元增長為33億美元。光伏發(fā)電已完成初期開發(fā)和示范階段，現(xiàn)正向大批量生產(chǎn)和規(guī)模應(yīng)用發(fā)展，從最初只作為小功率電源到目前作為公共電力的并網(wǎng)發(fā)電，應(yīng)用范圍已遍及幾乎所有的用電領(lǐng)域，世界光伏產(chǎn)業(yè)以31.2%平均年增長率高速發(fā)展。
（1）實(shí)例一：美國的光伏產(chǎn)業(yè)
美國1973年制定政府光伏發(fā)電發(fā)展計(jì)劃，明確了發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，此后，投入了大量資金進(jìn)行光伏技術(shù)開發(fā)和加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；1988年開始建立集中型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)（1MWp～10MWp）；1995年又開始實(shí)施與屋頂結(jié)合的綠色能源計(jì)劃，1997年宣布美國百萬太陽能屋頂計(jì)劃，預(yù)計(jì)2010年總光伏安裝將達(dá)到3025MWp。
（2）實(shí)例二：發(fā)達(dá)國家的光伏產(chǎn)業(yè)
日本1974年開始執(zhí)行“陽光計(jì)劃”，并投資5億美元，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，使日本迅速成為世界太陽能電池生產(chǎn)大國；上世紀(jì)80年代開始，其他發(fā)達(dá)國家，如德國、英國、法國、意大利、西班牙、瑞士、芬蘭也都紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃，并投入大量資金實(shí)施技術(shù)開發(fā)和加快其工業(yè)化進(jìn)程。
（3）實(shí)例三：光伏產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研發(fā)在進(jìn)展
制作太陽能電池，要靠純度極高的硅晶片，成本比較高。為了進(jìn)一步加速光伏發(fā)電的工業(yè)化進(jìn)程，美國科學(xué)家最近設(shè)計(jì)一種價(jià)格低廉的太陽能電池。這種電池像“三明冶”，最上面一層染料分子吸收陽光，陽光激發(fā)的電子通過中間一層金箔，到達(dá)下面一層的二氧化鈦半導(dǎo)體層，由二氧化鈦把電荷收集起來。由于吸收陽光和收集電荷的功能分別由不同的材料承擔(dān)，半導(dǎo)體材料本身不需要吸收陽光，因此可用廉價(jià)得多的二氧化鈦。不過，這種電池轉(zhuǎn)換效率還偏低，目前尚未達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用程度。
為了降低太陽能電池成本，當(dāng)前比較實(shí)用的是采用多晶硅電池，商用多晶硅比純單晶硅便宜得多。采用多晶硅片和半異體合金制成的超薄硅太陽能膜，制造太陽能電池可大幅度降低太陽能電池成本。除了上述的多晶硅電池及薄膜電池外，還可采用非晶硅制作太陽能電池，但多用于小系統(tǒng)或作為計(jì)算機(jī)輔助電源，尚未商業(yè)化應(yīng)用。
為了提高發(fā)電效率，當(dāng)前著重開發(fā)聚光太陽能電池，通過聚光器使較大面積的陽光會聚在一個(gè)較小范圍內(nèi)形成“焦斑”或“焦帶”。把太陽能電池安置在這種“焦斑”或“焦帶”上，可大大增加光強(qiáng)，因而提高了發(fā)電效率。
3．2．2．2 開發(fā)太陽光伏技術(shù)國內(nèi)概況
我國有960萬平方公里國土面積，其中有2/3地區(qū)的年日照時(shí)數(shù)在2200小時(shí)以上，具有極其豐富的陽光資源。無論從當(dāng)前還是長遠(yuǎn)來看，在我國都存在著巨大的太陽能光伏市場。
我國在太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)方面，已經(jīng)經(jīng)歷了在交通信號、通信、網(wǎng)管保護(hù)和邊遠(yuǎn)地區(qū)居民家庭供電等應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)邁向較大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。
上世紀(jì)九十年代我國西部出現(xiàn)了一批生產(chǎn)太陽能光伏戶用系統(tǒng)的光電公司，青海省就有十幾家，但都是規(guī)模不大的民營企業(yè)。我國光伏產(chǎn)業(yè)每年只有15%的增長率。1999年我國光伏組件產(chǎn)量只有3MW，而世界光伏組件產(chǎn)量有200MW，我國只占1.5%。我國已具有規(guī)模的四家單晶硅太陽能電池和組件制造廠和兩家非單晶硅電池廠。近年來，在上海組建了2MW太陽電池和組件生產(chǎn)線；在保定組建了16MW太陽能電池和組件生產(chǎn)線；在無錫更投資1800萬美元建立了多晶硅太陽電池生產(chǎn)線，并計(jì)劃幾年內(nèi)把生產(chǎn)能力擴(kuò)至30MW，我國光伏系統(tǒng)安裝容量也從2000年底的18MWp，至今已經(jīng)開始光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研發(fā)和示范項(xiàng)目的實(shí)施，我國光伏產(chǎn)業(yè)正面臨快速發(fā)展的機(jī)遇。
在開發(fā)多晶硅太陽能電池方面，我國也已研發(fā)成功，并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，多晶硅太陽能電池生產(chǎn)線已在浙江投用。在研發(fā)聚光太陽能電池方面，我國也有重大突破。 
