太陽(yáng)能電池—前途無(wú)量的市場(chǎng)

　　歷史沿革

　　回顧人類能源消費(fèi)的歷史，大約經(jīng)過了木/水/風(fēng)—煤—石油3大階段，現(xiàn)在正向太陽(yáng)能源邁進(jìn)。

　　太陽(yáng)電池發(fā)明于50年前，經(jīng)歷了曲折的發(fā)展過程，大約可分為3個(gè)時(shí)期：(1)黎明期(上世紀(jì)50年代-80年代)—轉(zhuǎn)換效率低下，價(jià)格昂貴，主要用作衛(wèi)星、燈塔和電子計(jì)算器等的電源;(2)成長(zhǎng)期(1990-2000年)—效率提高，應(yīng)用進(jìn)入家庭和大樓;(3)擴(kuò)大期(2000年-現(xiàn)在 )—太陽(yáng)電池向全球擴(kuò)展。

　　太陽(yáng)電池利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，稱為量子效應(yīng)，是一種具有半永久性的發(fā)電現(xiàn)象。太陽(yáng)能取之不盡，且是清潔能源，沒有噪聲，而且不排放二氧化碳。構(gòu)成太陽(yáng)電池的材料主要是硅，在地球上是第二多的化學(xué)元素，資源豐富。電池產(chǎn)品發(fā)電量可大可小，從1W到1MW，效率基本不變。

　　太陽(yáng)能經(jīng)過50年的發(fā)展，進(jìn)步很大。硅系列太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率已提高了4到10倍，成本降低了100倍，壽命超過20年，世界市場(chǎng)達(dá)到了100億美元的規(guī)模。

　　市場(chǎng)發(fā)展

　　太陽(yáng)電池使用的材料正在逐漸增加，但今天結(jié)晶硅仍獨(dú)占使用材料的90%。多晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率為14-18%，單晶硅好些，達(dá)到16-20%。隨著硅原料價(jià)格高揚(yáng)、供應(yīng)不足，加上對(duì)高效率的追求，正在開發(fā)減少硅原料利用量的新技術(shù)。

　　另外，太陽(yáng)能電池使用原料還有化合物半導(dǎo)體，較常見的有不用硅的CIGS(Cu-In-Ga-Se)、CdTe等，最近又有機(jī)半導(dǎo)體也加入了這一行列(表1)，此外，還有透鏡和組合集光等方式。

　　表1 太陽(yáng)電池實(shí)用材料

　　世界太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)近年走上快速發(fā)展道，進(jìn)入企業(yè)不斷增多，特別是半導(dǎo)體企業(yè)包括業(yè)界巨頭Intel、IBM，德國(guó)Qimonda等都有行動(dòng)，據(jù)稱2010年大陽(yáng)電池投資即將趕上和半導(dǎo)體同等的水平。

　　據(jù)IEA報(bào)道，1993年世界太陽(yáng)電池市場(chǎng)還僅有26MW規(guī)模，1999年即達(dá)約124MW，增長(zhǎng)了3倍。此后，2005年便超過GW大關(guān)，預(yù)期2010年可達(dá)5GW(圖3)。但這一數(shù)據(jù)時(shí)間較早，也不太完整，另?yè)?jù)美國(guó)IC Knowledge公司新近報(bào)道，世界太陽(yáng)電池的生產(chǎn)能力2007年即達(dá)6.5GW，2012年可達(dá)28.3GW，5年的年均增長(zhǎng)率為34.2%。