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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(yīng)。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?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu),維持長遠(yuǎn)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(dá)地面的能量高達(dá)800兆瓦時,假如把地球表面0.1%的太陽能轉(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,相當(dāng)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(jì)80年代后,太陽能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴大。

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(jìn)行技術(shù)開發(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(dá)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(nèi),僅占全國總產(chǎn)能的4%。規(guī)模、技術(shù)、成本的差異化競爭格局逐漸明晰。國內(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,中國光伏發(fā)電的市場將會由獨立發(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(dá)1億千瓦,年發(fā)電量可達(dá)1.3億兆瓦時,相當(dāng)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(nóng)村居民也用上了“綠色電”。接下來光伏發(fā)電項目將在農(nóng)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(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,村級集體經(jīng)濟(jì)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(dá)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(dá)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?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2015年光伏電池及組件出口量達(dá)到2500萬千瓦以上,出口額達(dá)到144億美元。

當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到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)化為電能量的過程;其次,是形成電壓過程。