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20世紀(jì)70年代后,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,全球能源危機(jī)和大氣污染問(wèn)題日益突出,傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少,對(duì)環(huán)境造成的危害日益突出,同時(shí)全球約有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個(gè)時(shí)候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu),維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而成為人們重視的焦點(diǎn)。豐富的太陽(yáng)輻射能是重要的能源,是取之不盡、用之不竭的、無(wú)污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)800兆瓦時(shí),假如把地球表面0.1%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能,轉(zhuǎn)變率5%,每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012千瓦小時(shí),相當(dāng)于世界上能耗的40倍。正是由于太陽(yáng)能的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì),20世紀(jì)80年代后,太陽(yáng)能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場(chǎng)規(guī)模也逐步擴(kuò)大。

20世紀(jì)90年代后,光伏發(fā)電快速發(fā)展,到2006年,世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級(jí)光伏發(fā)電系統(tǒng),6個(gè)兆瓦級(jí)的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國(guó)是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家。1997年又提出“百萬(wàn)屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動(dòng)了新陽(yáng)光計(jì)劃,到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%,世界前10大廠商有4家在日本。而德國(guó)新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià),大大推動(dòng)了光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,使德國(guó)成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國(guó)家。瑞士、法國(guó)、意大利、西班牙、芬蘭等國(guó),也紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃,并投巨資進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和加速工業(yè)化進(jìn)程。

世界光伏組件在1990年——2005年年平均增長(zhǎng)率約15%。20世紀(jì)90年代后期,發(fā)展更加迅速,1999年光伏組件生產(chǎn)達(dá)到200兆瓦。商品化電池效率從10%～13%提高到13%～15%,生產(chǎn)規(guī)模從1～5兆瓦/年發(fā)展到5～25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴(kuò)大。光伏組件的生產(chǎn)成本降到3美元/瓦以下。

其中中國(guó)是全球光伏發(fā)電安裝量增長(zhǎng)最快的國(guó)家,2011年的光伏發(fā)電安裝量比2010年增長(zhǎng)了約5倍,2011年電池產(chǎn)量達(dá)到20GW,約占全球的65%。截至2011年底,中國(guó)共有電池企業(yè)約115家,總產(chǎn)能為36.5GW左右。其中產(chǎn)能1GW以上的企業(yè)共14家,占總產(chǎn)能的53%；在100MW和1GW之間的企業(yè)共63家,占總產(chǎn)能的43%；剩余的38家產(chǎn)能皆在100MW以內(nèi),僅占全國(guó)總產(chǎn)能的4%。規(guī)模、技術(shù)、成本的差異化競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸明晰。國(guó)內(nèi)前十家組件生產(chǎn)商的出貨量占到電池總產(chǎn)量的60%。

在今后的十幾年中,中國(guó)光伏發(fā)電的市場(chǎng)將會(huì)由獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),包括沙漠電站和城市屋頂發(fā)電系統(tǒng)。中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)站潛力巨大,配合積極穩(wěn)定的政策扶持,到2030年光伏裝機(jī)容量將達(dá)1億千瓦,年發(fā)電量可達(dá)1.3億兆瓦時(shí),相當(dāng)于少建30多個(gè)大型煤電廠。國(guó)家未來(lái)三年將投資200億補(bǔ)貼光伏業(yè),中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電又迎來(lái)了新一輪的快速增長(zhǎng),并吸引了更多的戰(zhàn)略投資者融入到這個(gè)行業(yè)中來(lái)。

2015年上半年,全國(guó)累計(jì)光伏發(fā)電量1900萬(wàn)兆瓦時(shí)。

2015年9月7日,江蘇省首個(gè)供電所光伏發(fā)電項(xiàng)目在南京市浦口區(qū)正式并網(wǎng)運(yùn)行,農(nóng)村居民也用上了“綠色電”。接下來(lái)光伏發(fā)電項(xiàng)目將在農(nóng)村變電所推廣。

2015年11月,安徽省來(lái)安縣全面啟動(dòng)鄉(xiāng)村光伏發(fā)電項(xiàng)目,11個(gè)美好鄉(xiāng)村“空殼村”裝機(jī)容量為60KW以上的光伏電站進(jìn)入招標(biāo)程序。據(jù)初步估算,并網(wǎng)發(fā)電后各村每年能提供72000KWh清潔電能,村級(jí)集體經(jīng)濟(jì)能增收5萬(wàn)元以上。

2015年1-6月,全國(guó)新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量773萬(wàn)千瓦,截至2015年6月底,全國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到3578萬(wàn)千瓦。

自2013年起,光伏發(fā)電連續(xù)3年新增裝機(jī)容量超過(guò)1000萬(wàn)千瓦；截至2015年底,光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到約4300萬(wàn)千瓦,超過(guò)德國(guó)成為全球第一。此外,光伏產(chǎn)業(yè)正發(fā)力“走出去”。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2015年光伏電池及組件出口量達(dá)到2500萬(wàn)千瓦以上,出口額達(dá)到144億美元。

當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí),接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差,成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)后,電流便從P型一邊流向N型一邊,形成電流。光電效應(yīng)就是光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。它首先是由光子(光波)轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過(guò)程;其次,是形成電壓過(guò)程。