随着经济的快速发展，我国能源需求会与日俱增。太阳能取之不尽、用之不竭，我国应该加快开发步伐，以满足能源需求。

　　1 太阳光伏发电动态

　　（1）世界能源形势紧迫，能源是世界10大焦点问题（能源、水、食物、环境、贫穷、恐怖主义和战争、疾病、教育、民主和人口）之首。到2050年全世界人口至少要达到100～110亿，按照每人每年GDP增长1.6%, GDP单位能耗按照每年减少1％，则能源需求装机将是30～60TW，每日能耗将高达450～900×106BOE，届时主要靠可再生能源来解决。可是，世界上潜在水能资源有4.6TW，经济可开采资源只有0.9TW；风能实际可开发资源是2TW；生物质能3TW。只有太阳能是{wy}能够保证人类能源需求的能量来源，其潜在资源12万TW，实际可开采资源高达600TW（核能的争议很大，按照IEEE大会报告的说法，是好是坏还很难说）。

　　（2）太阳能光伏发电要能够达到目前常规能源的价格水平还要做很大的努力。

3）欧洲、日本和美国的光伏发展计划都很宏伟.

（4）太阳电池技术呈现多样化发展，除了常规晶体硅太阳电池外，多结非晶硅太阳电池，柔性衬底太阳电池，多晶薄膜太阳电池，化合物薄膜太阳电池（CIS，CdTe，III－V族太阳电池等），聚光太阳电池，多结晶硅衬底高效太阳电池，有机太阳电池，纳米太阳电池，机械叠层太阳电池以及染料电池等均有很好的进展，很多已经商业化。

　　① 日本Sharp公司计划2005年将晶体硅太阳电池的生产能力扩大到400MWp，2003年太阳电池已经采用200微米厚的薄片，2005年将进一步减薄到180微米，2008年要减到100微米的厚度。同时正在加紧开发以廉价硅材料为衬底的不需要切片的多晶薄膜电池，现在试验室效率已达到14％。Sharp公司还开发出大面积（28cm2）的柔性GaInP/GaAs电池；转换效率20％的晶体硅黑电池（见图1）和效率高达36％的聚光500倍的聚光电池.

② 德国的Q-cell公司宣称它的晶体硅太阳电池的方向是高效、超薄和大片（8英寸），每年成本下降5％。同时也在开发CSG晶硅薄膜电池；

　　③ 采用III-V族化合物制造多结电池以及采用这种电池制造的聚光电池显示出光伏腾飞的美好前景。除了Sharp的聚光电池外，美国Spectrolab公司开发的多结聚光电池的效率已高达37.2％（170倍聚光），2010年还要提高到45％。美国的Abel 公司采用Spectrolab公司生产的高效多结电池制造出带有可折叠3倍聚光透镜的高效空间用太阳电池组件；

　　④ 美国First Solar公司2004年生产了6MWpCdTe太阳电池，该公司商业化、大面积电池的效率已达到9％，2005年预计产量25MWp。该公司生产的2英尺×4英尺太阳电池组件几秒钟就可以沉积好，生产过程节能，能量回收期一年，可以稳定发电20～30年（国际CdTe小面积电池{zg}效率16.4%）；

　　⑤ 美国Uni-Solar三结非晶硅太阳电池的初始效率和稳定效率分别达到14.6%和12.6％。该公司正在加紧开发塑料衬底的三结非晶硅太阳电池；

　　⑥ 日本Fuji公司异军突起，已成功开发出塑料衬底的双结非晶硅太阳电池，稳定效率8％，2004年10月开始投产，2005年初规模达到3MWp；

　　⑦ 三洋公司HIT电池在100cm2大面积电池上的效率已经达到21.5%；Kyocera232cm2的微晶硅太阳电池的效率也已达到17.7%；
　　⑧ Shell Solar 的商业化1.2×0.4m2 CIS太阳电池组件效率 > 13%。
2 超大规模光伏发电现状
　　超大规模光伏发电（VLS-PV）是国际能源机构（IEA）的第8项任务（Task8），主要研究、追踪超大规模光伏发电的技术和信息，并开展国际间的交流和合作。Arizona州的州长曾经说，要把美国的Arizona州变成第二个波斯湾（世界{zd0}的石油供应地），将太阳能变成美国的重要能源来源。
　　目前全世界已经建成的2～6.5MWp的荒漠电站有15个，正在酝酿建设的荒漠电站不少于15个。笔者曾在2005年IEA Task8会议上介绍了由世界自然基金组织（WWF）和中科院电工所完成的我国“敦煌8MWp大规模光伏电站的可行性研究”。该光伏电站的可行性研究报告由我国电力公司、政府、财务专家和光伏专家共同参与完成，确定了合理的上网电价，被认为是最可进行实际操作的大规模光伏荒漠电站项目。
　　美国的APS和荷兰的Shell Solar分别已经完成大规模荒漠电站。APS在美国Arizona州Springerville建立了4.6MWp、Prescott的2.5MWp和Star Center的560KWp的光伏电站；Shell Solar在德国Leipzig建立了5MWp的大规模光伏电站。
　　美国APS建立的 的Prescott的荒漠电站和Star Center 调峰电站的基本情况如下。
　　（1）Prescott的荒漠电站
　　该电站（见图4）的{zd0}特点是采用了自动跟踪系统，平板电池采用极轴坐标单轴跟踪，聚光电池采用地平坐标双轴跟踪系统。
该电站2005年建成5MWp的电站，其中1MWp是常规平版电池，有一半采用极轴倾角为纬度角的单轴跟踪系统，另一半采用水平轴东西向单轴跟踪系统。
　　电站有1.5MWp的聚光电池系统，采用美国Amonix公司250倍的聚光太阳电池，地平坐标双轴跟踪。
　　电站功率：2.5MW DC，2.2MW AC；太阳电池：BP Solar,Sharp Electronics,Amonix；逆变器：Xantrex 和AES；电站年发电量：超过4百万kWh AC。
　　（2）APS Star Center 调峰电站
　　该调峰电站（见图5）就建立在APS的燃气调峰发电场周围，现在已成为这座调峰电站的一部分。总功率目前为560KWp，其中包括200 kW的平板电池单轴水平跟踪系统，见图6；60 kW的平板电池倾纬度角单轴跟踪系统，见图7；300 kW的高倍聚光电池双轴跟踪系统，见图8。
将平板固定、平板跟踪和高倍聚光系统的效益进行对比（Arizona日照条件下），聚光电池的xxx远高于平板电池。
　　据美国APS的经验，聚光太阳电池具有很好的发展前景，比如：一个足球场大小面积的太阳电池，如果是17％效率的平板太阳电池，则功率为500kWp；但如果是35％效率的聚光500倍的聚光太阳电池，同样大小的太阳电池面积，其发电功率将高达500MWp，是平板电池的1000倍！
3 对我国太阳光伏发电的发展建议

　　（1）中国在新型电池、薄型电池、聚光电池、叠层电池、柔性电池、工业技术和市场开发等多方面与国外目前都存在很大的差距，国家相关部门应组织有关专家认真分析和规划，确定中国光伏发展的路线图；

　　（2）国外晶体硅太阳电池公司如Shell Solar, Sharp, Q-cell, Kyocera等都已经准备好了换代太阳电池，多晶薄膜、薄膜电池、微晶电池等。我国的光伏公司应当引起注意；

　　（3）中国有很丰富的荒漠资源，甘肃、内蒙等地方政府都有很高的积极性，应当尽快促成大型荒漠光伏示范电站的实施；

　　（4）在美国，作为电力公司的APS积极参与太阳能光伏发电，对光伏发电的大规模应用起到了非常重要的作用，应当促进中国的电力部门尽快进入光伏发电领域。

　　作者简介：王斯成，北京市计科能源新技术开发公司总经理，理学硕士，教授级高级工程师，研究领域为太阳能光伏发电，担任中国太阳能学会常务理事等多项社会职务。

　　来源：《中国科技成果》2006年第2期

　　作者：王斯成