[導讀]萬物生長靠太陽。由于太陽能清潔安全、取之不竭，很多國家將目光投向了清潔的太陽能發(fā)電。國際能源署的報告顯示，到2030年，全球電力需求將翻番。因此，采用太陽能等可再生能源發(fā)電無疑是有效的解決方法。目前，地球
萬物生長靠太陽。由于太陽能清潔安全、取之不竭，很多國家將目光投向了清潔的太陽能發(fā)電。國際能源署的報告顯示，到2030年，全球電力需求將翻番。因此，采用太陽能等可再生能源發(fā)電無疑是有效的解決方法。
目前，地球表面的太陽輻射高達12萬太瓦（1太瓦等于100萬兆瓦），其中600太瓦是可用的，而我們人類只需10太瓦就可以了（資料來源：MatthiasLoster,2006）。隨著技術的改進、光轉換效率的提高以及生產成本的下降，太陽能對未來能源的貢獻將會進一步增加。
三代太陽能電池的優(yōu)劣勢比較薄膜太陽能電池發(fā)展?jié)摿薮?BR>
對于太陽能發(fā)電而言，最重要的莫過于太陽能電池技術的發(fā)展。未來，晶體硅仍將是太陽能電池發(fā)展的主流，但比例會越來越低。而薄膜太陽能電池會有更廣闊的發(fā)展空間。
第一代太陽能電池包括多晶硅、單晶硅電池，其中單晶硅電池轉換效率為16％到20％，多晶體硅電池效率為14％到16％。目前硅基太陽能電池是全球市場的主流技術，在大規(guī)模應用和工業(yè)生產中占據主導地位。不過，由于受硅材料價格及復雜電池工藝影響，相應的太陽能電池成本價格居高不下。
第二代太陽能電池則包括各種薄膜電池，涵蓋碲化鎘電池（CdTe）、銅銦鎵硒電池（CIGS）、非晶硅薄膜電池（aSi）、砷化鎵電池、納米二氧化鈦染料敏化電池等，目前，前三種薄膜電池已實現產業(yè)化。
1、碲化鎘屬于直接禁帶半導體，能隙值（1.45eV）位于理想的能隙范圍內，同時具有很高的吸收系數，因此是高效率的理想太陽電池材料之一。目前工業(yè)化生產的模塊效率已經達到12%（FirstSolar，2010年）。最近，通用電氣（GE）獲得了創(chuàng)世界紀錄的12.8%模塊效率。由于碲化鎘材料價格相對較低，易于實現規(guī)模化大批量生產，因此具有潛在的成本優(yōu)勢。近年來，碲化鎘薄膜太陽能電池商業(yè)表現較佳，市場前景廣闊，未來可能超過非晶硅太陽電池占有量。
2、銅銦鎵硒吸光范圍廣，具有高轉換效率和較低的材料制造成本，因此也被視為未來最有發(fā)展?jié)摿Φ谋∧ぬ柲茈姵胤N類之一。其實驗室報道的最高轉換效率達到了20.3%，可以和單晶硅太陽能電池媲美。復雜的制造工藝以及高投資成本是其市場成長的主要制約條件。2011年初，日本SolarFrontier公司開始了全面自動化銅銦鎵硒薄膜太陽能組件的商業(yè)化量產，其生產線上的組件轉換效率達到了11.6%。目前，SolarFrontier公司并未透露其每瓦生產成本。但是，產品的大規(guī)?；a以及轉換效率的進一步提高，將有效降低其安裝系統(tǒng)的系統(tǒng)平衡成本。
3、非晶硅太陽能電池的優(yōu)點在于其對于可見光譜的吸光能力很強，所需的硅薄膜厚度低，生產技術成熟，可以制作大面積太陽能電池。主要缺點是轉化率低（6%-8%），而且光照一段時間后，效率還會衰減，且主要用于功率小的電子產品市場，如電子計算器、玩具等。
第三代太陽電池包括各種超疊層太陽電池、熱光伏電池（TPV）、量子阱及量子點超晶格太陽能電池等新概念太陽能電池。目前主要限于實驗室研究，仍需大量研究工作深入探索，其產業(yè)化需待2020年以后。
薄膜太陽能電池應用前景廣闊促進太陽能產業(yè)進一步發(fā)展
從市場前景來看，薄膜太陽能電池在光伏建筑一體化、大規(guī)模低成本發(fā)電站建設等方面將比傳統(tǒng)的晶體硅太陽能電池具有更加廣闊的應用前景。薄膜太陽能電池簡單的制造工序以及能耗少的生產流程克服了光電轉化效率相對較低以及壽命較短所帶來的成本挑戰(zhàn)。
由于采用價格相對便宜的玻璃、不銹鋼等作為襯底，加之相關的電子半導體及玻璃行業(yè)已經發(fā)展成熟，這使得薄膜太陽能電池受上游原材料制約較少，使其可以非常好地控制成本和價格。
從應用環(huán)境看，薄膜太陽能電池弱光性好的特點使其能在廣泛的環(huán)境下發(fā)電，因其適用各種強度的陽光，其性能受天氣的影響較小，另外，由于它可承受較高的溫度，其發(fā)電功率不容易受溫度影響。因此，薄膜太陽能電池的應用將十分廣泛。
另外，由于薄膜太陽能電池具有便攜、耐用、光電轉換效率高等特點，可廣泛應用于電子消費品、遠程監(jiān)控/通訊、軍事、野外/室內供電等領域；也由于使用塑料等質輕柔軟的材料為基板，薄膜太陽能電池將廣泛用于手表、計算器、窗簾甚至服裝上。值得一提的是，清潔太陽能的廣泛應用將同時帶來下一代儲能電池在千瓦級小單元儲能以及太陽能并網發(fā)電中儲能調頻的應用并獲得廣闊發(fā)展。
太陽能產業(yè)發(fā)展提速
由于日本大地震導致世界各國重新審視各自的核電發(fā)展政策，也使得各國政府大幅提升了太陽能發(fā)電目標。據《中國電力報》報道，歐洲原來確定到2020年太陽能發(fā)電裝機容量是4000萬千瓦，目前增加到1億到4億千瓦，美國也提出到2020年太陽能發(fā)電裝機達到3.5億千瓦；日本提出的2020年發(fā)展目標是2800萬千瓦，印度也提出到2020年發(fā)展到2000萬千瓦的目標。
2011年5月5日，國家發(fā)改委能源研究所副所長李俊峰在“第六屆亞洲太陽能光伏工業(yè)論壇”明確表態(tài)：“到2015年，國內的光伏裝機容量目標將達到1000萬千瓦，到2020年，目標至少要到5000萬千瓦?！边@一目標較業(yè)界預期高得多，意味著未來十年國內光伏裝機將開啟“加速”模式。
有鑒于上述原因，許多原本和太陽能沒什么關系的企業(yè)，也開始大力投資于太陽能市場。根據CNN6月14日的報道，谷歌將向美國太陽能廠商太陽城公司（SolarCity）投資2.8億美元，這是美國家用太陽能領域的最大一筆類似投資，將有助于該公司為美國10個州的7000到9000戶居民鋪設太陽能供電系統(tǒng)。
太陽能領域的領導廠商也是如此。今年4月，GE宣布將投資6億美元生產太陽能電池，投產后每年的產能將能為8萬戶家庭提供電力。公司首席執(zhí)行官伊梅爾特表示，到2015年，太陽能將為通用電氣帶來20億到30億美元的收入。（GE中國研發(fā)中心黃群健博士對此文亦有貢獻）
陳向力，畢業(yè)于中國科技大學和美國伊利諾大學，在激光的工業(yè)應用領域，是一位世界知名的專家，為全球激光加工技術作出過突破性的貢獻；并擁有多項專利。
陳博士于1994年加入GE，在美國GE全球研發(fā)中心擔任研發(fā)和管理職位；2000年，陳博士在上海領導創(chuàng)立了GE的第三個全球研發(fā)中心，并擔任首任總經理。在擔任現職務之前，陳博士擔任GE醫(yī)療系統(tǒng)集團全球產品研發(fā)(中國區(qū))總經理，負責研究與開發(fā)適應全球市場需求的醫(yī)療器械和醫(yī)療服務。[!--empirenews.page--]
2009年9月，陳向力博士被上海市政府授予上海市白玉蘭紀念獎，以表彰他對上海市經濟建設和社會發(fā)展做出的杰出貢獻。2010年1月GE公司董事長兼首席執(zhí)行官杰夫·伊梅爾特（JeffImmelt）授予陳向力博士董事長獎，以表彰其在推動革新與發(fā)展，以及“在中國為中國”項目中所作出得的杰出成就。
目前，地球表面的太陽輻射高達12萬太瓦（1太瓦等于100萬兆瓦），其中600太瓦是可用的，而我們人類只需10太瓦就可以了（資料來源：MatthiasLoster,2006）。隨著技術的改進、光轉換效率的提高以及生產成本的下降，太陽能對未來能源的貢獻將會進一步增加。
三代太陽能電池的優(yōu)劣勢比較薄膜太陽能電池發(fā)展?jié)摿薮?BR>
對于太陽能發(fā)電而言，最重要的莫過于太陽能電池技術的發(fā)展。未來，晶體硅仍將是太陽能電池發(fā)展的主流，但比例會越來越低。而薄膜太陽能電池會有更廣闊的發(fā)展空間。
第一代太陽能電池包括多晶硅、單晶硅電池，其中單晶硅電池轉換效率為16％到20％，多晶體硅電池效率為14％到16％。目前硅基太陽能電池是全球市場的主流技術，在大規(guī)模應用和工業(yè)生產中占據主導地位。不過，由于受硅材料價格及復雜電池工藝影響，相應的太陽能電池成本價格居高不下。
第二代太陽能電池則包括各種薄膜電池，涵蓋碲化鎘電池（CdTe）、銅銦鎵硒電池（CIGS）、非晶硅薄膜電池（aSi）、砷化鎵電池、納米二氧化鈦染料敏化電池等，目前，前三種薄膜電池已實現產業(yè)化。
1、碲化鎘屬于直接禁帶半導體，能隙值（1.45eV）位于理想的能隙范圍內，同時具有很高的吸收系數，因此是高效率的理想太陽電池材料之一。目前工業(yè)化生產的模塊效率已經達到12%（FirstSolar，2010年）。最近，通用電氣（GE）獲得了創(chuàng)世界紀錄的12.8%模塊效率。由于碲化鎘材料價格相對較低，易于實現規(guī)模化大批量生產，因此具有潛在的成本優(yōu)勢。近年來，碲化鎘薄膜太陽能電池商業(yè)表現較佳，市場前景廣闊，未來可能超過非晶硅太陽電池占有量。
2、銅銦鎵硒吸光范圍廣，具有高轉換效率和較低的材料制造成本，因此也被視為未來最有發(fā)展?jié)摿Φ谋∧ぬ柲茈姵胤N類之一。其實驗室報道的最高轉換效率達到了20.3%，可以和單晶硅太陽能電池媲美。復雜的制造工藝以及高投資成本是其市場成長的主要制約條件。2011年初，日本SolarFrontier公司開始了全面自動化銅銦鎵硒薄膜太陽能組件的商業(yè)化量產，其生產線上的組件轉換效率達到了11.6%。目前，SolarFrontier公司并未透露其每瓦生產成本。但是，產品的大規(guī)?；a以及轉換效率的進一步提高，將有效降低其安裝系統(tǒng)的系統(tǒng)平衡成本。
3、非晶硅太陽能電池的優(yōu)點在于其對于可見光譜的吸光能力很強，所需的硅薄膜厚度低，生產技術成熟，可以制作大面積太陽能電池。主要缺點是轉化率低（6%-8%），而且光照一段時間后，效率還會衰減，且主要用于功率小的電子產品市場，如電子計算器、玩具等。
第三代太陽電池包括各種超疊層太陽電池、熱光伏電池（TPV）、量子阱及量子點超晶格太陽能電池等新概念太陽能電池。目前主要限于實驗室研究，仍需大量研究工作深入探索，其產業(yè)化需待2020年以后。
薄膜太陽能電池應用前景廣闊促進太陽能產業(yè)進一步發(fā)展
從市場前景來看，薄膜太陽能電池在光伏建筑一體化、大規(guī)模低成本發(fā)電站建設等方面將比傳統(tǒng)的晶體硅太陽能電池具有更加廣闊的應用前景。薄膜太陽能電池簡單的制造工序以及能耗少的生產流程克服了光電轉化效率相對較低以及壽命較短所帶來的成本挑戰(zhàn)。
由于采用價格相對便宜的玻璃、不銹鋼等作為襯底，加之相關的電子半導體及玻璃行業(yè)已經發(fā)展成熟，這使得薄膜太陽能電池受上游原材料制約較少，使其可以非常好地控制成本和價格。
從應用環(huán)境看，薄膜太陽能電池弱光性好的特點使其能在廣泛的環(huán)境下發(fā)電，因其適用各種強度的陽光，其性能受天氣的影響較小，另外，由于它可承受較高的溫度，其發(fā)電功率不容易受溫度影響。因此，薄膜太陽能電池的應用將十分廣泛。
另外，由于薄膜太陽能電池具有便攜、耐用、光電轉換效率高等特點，可廣泛應用于電子消費品、遠程監(jiān)控/通訊、軍事、野外/室內供電等領域；也由于使用塑料等質輕柔軟的材料為基板，薄膜太陽能電池將廣泛用于手表、計算器、窗簾甚至服裝上。值得一提的是，清潔太陽能的廣泛應用將同時帶來下一代儲能電池在千瓦級小單元儲能以及太陽能并網發(fā)電中儲能調頻的應用并獲得廣闊發(fā)展。
太陽能產業(yè)發(fā)展提速
由于日本大地震導致世界各國重新審視各自的核電發(fā)展政策，也使得各國政府大幅提升了太陽能發(fā)電目標。據《中國電力報》報道，歐洲原來確定到2020年太陽能發(fā)電裝機容量是4000萬千瓦，目前增加到1億到4億千瓦，美國也提出到2020年太陽能發(fā)電裝機達到3.5億千瓦；日本提出的2020年發(fā)展目標是2800萬千瓦，印度也提出到2020年發(fā)展到2000萬千瓦的目標。
2011年5月5日，國家發(fā)改委能源研究所副所長李俊峰在“第六屆亞洲太陽能光伏工業(yè)論壇”明確表態(tài)：“到2015年，國內的光伏裝機容量目標將達到1000萬千瓦，到2020年，目標至少要到5000萬千瓦?！边@一目標較業(yè)界預期高得多，意味著未來十年國內光伏裝機將開啟“加速”模式。
有鑒于上述原因，許多原本和太陽能沒什么關系的企業(yè)，也開始大力投資于太陽能市場。根據CNN6月14日的報道，谷歌將向美國太陽能廠商太陽城公司（SolarCity）投資2.8億美元，這是美國家用太陽能領域的最大一筆類似投資，將有助于該公司為美國10個州的7000到9000戶居民鋪設太陽能供電系統(tǒng)。
太陽能領域的領導廠商也是如此。今年4月，GE宣布將投資6億美元生產太陽能電池，投產后每年的產能將能為8萬戶家庭提供電力。公司首席執(zhí)行官伊梅爾特表示，到2015年，太陽能將為通用電氣帶來20億到30億美元的收入。（GE中國研發(fā)中心黃群健博士對此文亦有貢獻）
陳向力，畢業(yè)于中國科技大學和美國伊利諾大學，在激光的工業(yè)應用領域，是一位世界知名的專家，為全球激光加工技術作出過突破性的貢獻；并擁有多項專利。
陳博士于1994年加入GE，在美國GE全球研發(fā)中心擔任研發(fā)和管理職位；2000年，陳博士在上海領導創(chuàng)立了GE的第三個全球研發(fā)中心，并擔任首任總經理。在擔任現職務之前，陳博士擔任GE醫(yī)療系統(tǒng)集團全球產品研發(fā)(中國區(qū))總經理，負責研究與開發(fā)適應全球市場需求的醫(yī)療器械和醫(yī)療服務。[!--empirenews.page--]
2009年9月，陳向力博士被上海市政府授予上海市白玉蘭紀念獎，以表彰他對上海市經濟建設和社會發(fā)展做出的杰出貢獻。2010年1月GE公司董事長兼首席執(zhí)行官杰夫·伊梅爾特（JeffImmelt）授予陳向力博士董事長獎，以表彰其在推動革新與發(fā)展，以及“在中國為中國”項目中所作出得的杰出成就。
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