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20世紀70年代后,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,全球能源危機和大氣污染問題日益突出,傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少,對環(huán)境造成的危害日益突出,同時全球約有20億人得不到正常的能源供應。這個時候,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人類的能源結構,維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。

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

20世紀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多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng),6個兆瓦級的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃,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。而德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價,大大推動了光伏市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國,也紛紛制定光伏發(fā)展計劃,并投巨資進行技術開發(fā)和加速工業(yè)化進程。

世界光伏組件在1990年——2005年年平均增長率約15%。20世紀90年代后期,發(fā)展更加迅速,1999年光伏組件生產(chǎn)達到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100兆瓦擴大。光伏組件的生產(chǎn)成本降到3美元/瓦以下。

其中中國是全球光伏發(fā)電安裝量增長最快的國家,2011年的光伏發(fā)電安裝量比2010年增長了約5倍,2011年電池產(chǎn)量達到20GW,約占全球的65%。截至2011年底,中國共有電池企業(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,僅占全國總產(chǎn)能的4%。規(guī)模、技術、成本的差異化競爭格局逐漸明晰。國內前十家組件生產(chǎn)商的出貨量占到電池總產(chǎn)量的60%。

在今后的十幾年中,中國光伏發(fā)電的市場將會由獨立發(fā)電系統(tǒng)轉向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),包括沙漠電站和城市屋頂發(fā)電系統(tǒng)。中國太陽能光伏發(fā)電發(fā)站潛力巨大,配合積極穩(wěn)定的政策扶持,到2030年光伏裝機容量將達1億千瓦,年發(fā)電量可達1.3億兆瓦時,相當于少建30多個大型煤電廠。國家未來三年將投資200億補貼光伏業(yè),中國太陽能光伏發(fā)電又迎來了新一輪的快速增長,并吸引了更多的戰(zhàn)略投資者融入到這個行業(yè)中來。

2015年上半年,全國累計光伏發(fā)電量1900萬兆瓦時。

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

2015年11月,安徽省來安縣全面啟動鄉(xiāng)村光伏發(fā)電項目,11個美好鄉(xiāng)村“空殼村”裝機容量為60KW以上的光伏電站進入招標程序。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,村級集體經(jīng)濟能增收5萬元以上。

2015年1-6月,全國新增光伏發(fā)電裝機容量773萬千瓦,截至2015年6月底,全國光伏發(fā)電裝機容量達到3578萬千瓦。

自2013年起,光伏發(fā)電連續(xù)3年新增裝機容量超過1000萬千瓦；截至2015年底,光伏發(fā)電累計裝機容量達到約4300萬千瓦,超過德國成為全球第一。此外,光伏產(chǎn)業(yè)正發(fā)力“走出去”。國家能源局數(shù)據(jù)顯示,2015年光伏電池及組件出口量達到2500萬千瓦以上,出口額達到144億美元。

當P型和N型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結后,電流便從P型一邊流向N型一邊,形成電流。光電效應就是光照使不均勻半導體或半導體與金屬結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)轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程;其次,是形成電壓過程。