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当前我国太阳能光伏发电的应用现状与趋势分析

时间:2014-9-30 12:48:22 点击:

  核心提示:引言太阳能作为一种巨量可再生能源,每天到达地球表面的辐射能大约等于2.5亿桶石油。近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。...

引言

太阳能作为一种巨量可再生能源,每天到达地球表面的辐射能大约等于2.5亿桶石油。近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。目前,对这一洁净能源的利用正在进入商业化成长期,国际上称之为“阳光产业”。

1、我国发展光伏发电的资源优势

我国太阳能资源十分丰富,据统计理论储量达每年 17000 亿吨标准煤。我国大多数地区平均日辐射量达每平方米 4 千瓦时以上,西藏辐射量每平方米高达 7 千瓦时以上。 通过利用太阳能发电我国已为内蒙古、甘肃、新疆、西藏、青海和四川等地共 14 万无电用户解决了用电问题。

2、太阳能光伏产业发展现状

.1 发展势头迅猛

在各国政府对再生资源的重视和大力支持下,太阳能光伏产业得到了快速的发展。有数据显示,2013年,全球光伏新增装机容量约为27.5GW,较上年的18.1GW相比,涨幅高达52%,全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中,有将近20GW的系统安装于欧洲,但增速相对放缓,其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%,分别为7.6GW7.5GW2013年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%,其装机量分别为2.2GW1.1GW350MW。此外,在日趋成熟的北美市场,去年新增安装量约2.1GW,增幅高达84%

.2 有晶体硅依然为电池材料主体

太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料,主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟,光电转换效率高,单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%-24%,是目前普遍使用的光伏发电材料。但其生产成本较高,技术要求高;多晶硅电池成本相对较低,技术也成熟,但光电转换效率相对较低,多晶硅光电池的转换效率最高才达18.6%,与单晶硅相比多晶硅的转换效率少多了;而薄膜电池是一种可粘接的薄膜,有以下优势:(1)生产成本低,所以可以大批量生产;(2)发光效率更好地利用太阳能,但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。

随着技术的进步,目前CdTeCIS等薄膜光伏电池已逐步进入市场,但现在只占市场的9.3%,随着薄膜光伏电池技术不断进步,薄膜光伏电池的市场份额将快速增长相对而言有更大的发展空间,未来薄膜电池会有更好的发展前景。

3、太阳能光伏发展的趋势

.1 提高光电转换效率,降低电池材料成本

..1 提高光电转换效率的材料

在电池制作中,一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术,开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池,从理论研究看,在阳光集中辐照时,利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%,但只有使用理想的材料才能达到。若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方,实际上也很难做到。

德国科学家正在进行这方面的实验,他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒(Er)来制造太阳电池,以测试它对转换效率可能产生的影响,德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化,制成倒金字塔结构。并在表面把一个13nm厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合。通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率:通过以上制得的电池转化效率超过23%,是大值可达23.3%。Kyocera公司制备的大面积(225cm2)单电晶太阳能电池转换效率为19.44%

..2 降低目前主流光伏电池材料的成本

降低硅材料用量是降低价格的主要途径。目前,太阳电池材料主要以硅材料为主,但是硅材料还面临着许多问题,多晶硅产业上游环节技术壁垒高、投入大、量产时间长、市场风险高,因此不仅要寻找更为方便易行的硅材料提纯技术以扩大生产,而且要采用新技术,在获得同样电能的基础上减少硅材料用量。而与晶体硅电池相比,薄膜电池在效率与成本方面改善的空间更大,多晶硅价格的上涨会增加薄膜电池的成本优势。

作者:易代网 www.163daixie.com 来源:网络
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