本文摘要：本篇寫光伏的論文研究太陽能光伏組件，太陽能電池是迄今為止全世界使用最多的光電能量轉換裝置，自從1941年有關光伏電池的報道以來，1954年成功研制轉換效率為6%左右的單晶硅光伏蓄電池。在70年代之前，太陽能電池的造價昂貴、轉換效率較低，在70年代以后隨
本篇寫光伏的論文研究太陽能光伏組件，太陽能電池是迄今為止全世界使用最多的光電能量轉換裝置，自從1941年有關光伏電池的報道以來，1954年成功研制轉換效率為6%左右的單晶硅光伏蓄電池。在70年代之前，太陽能電池的造價昂貴、轉換效率較低，在70年代以后隨著工藝水平與轉換效率的提高，太陽能光伏電池的使用才越來越多，但是與常規的發電手段相比較而言，成本仍然難以讓人接受。
《太陽能學報》(月刊)創刊于1980年，由中國科協主管，中國太陽能學會主辦，北京市太陽能研究所承辦，自創刊以來為我國新能源領域的學術交流、人才培養及促進科研成果產業化等方面做出了貢獻。主要報道我國太陽能、生物質能、風能、氫能、海洋能及地熱能科學技術研究成果。登載學術論文、研究報告、實驗儀器和實驗技術、技術札記、簡報及綜述性論文�！短柲軐W報》編輯嚴謹，被《EI》收錄比例高。
[摘 要]本文以青海尼那9.2MW光伏發電項目為背景，介紹了光伏組件的現狀，然后敘述了光伏組件的發展趨勢，闡明了未來光伏組件的重點探討及研究方向。
在現代社會中，傳統的能源結構早已經不適應也不能夠滿足當今社會的發展需求，例如天然氣、煤炭、石油等能源，現在勘探已知的儲備最多可以支撐200年的發展需求。再者化石燃料的大量使用早已經使環境不堪重負，每年排除的二氧化碳等溫室氣體加快了全球變暖能厄爾尼諾現象的發生，造成全球大面積酸雨的形成，嚴重破壞了生態環境，同時也為我們的子孫后代埋下了巨大的生存隱患。所以說無論是從解決全球能源危機來說還是從解決環境保護角度問題來說對新能源的開發利用都已經迫在眉睫。迄今所開發的清潔能源有核能、水能、風能、潮汐能、地熱能、太陽能等，在這些新開發的能源中太陽能的利用是最具有持續性也是現在開發利用最好的能源[1]。對太陽能的開發利用在已經步入實用階段，而太陽能轉換為電能是最為常見的使用方法，也是技術實現比較容易的手段。隨著光伏組件生產工藝水平及并網技術逐漸提高，建設光伏電站的條件越來越成熟，發改委在2007年《可再生能源中長期發展規劃》中決定建設為期5年的180萬兆瓦中短期建設目標[2]。基于這樣的背景，位于青海省貴德縣的尼那水電站擬投建安裝容量為8.448MW，占地面積約360畝的大型光伏并網項目，本文以此為背景介紹光伏組件的現狀及未來發展狀況。
1.光伏組件發展現狀
目前來說，整體各種類型的光伏蓄電池轉換效率為：非晶硅電池14.5%(初始)、12.8%(穩定)，單晶硅電池24%(4cm2)，多晶硅電池18.6%(4cm2)，InGaP/GaAs雙結電池30.28%(AM1)，碲化鎘電池15.8%。從上世紀60年代，國內也開始光伏電池的研究，當然也取得了不少讓人值得驕傲的成績。目前來說，我國的光伏電池轉換效率為：多晶硅電池14.5%(2cm×2cm)、12%(10cm×10cm)，非晶硅電池8.6%(10cm×10cm)、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm)，二氧化鈦納米有機電池10%(1cm×1cm)、單晶硅電池20.4%(2cm×2cm)，多晶硅薄膜電池13.6%(lcm×1cm，非活性硅襯底)。
從1999年開始到現在大約16年的時間里光伏組件平均每年增長約15%，并且到現在為止呈現增速越來越快的趨勢。從產業的發展方面來看，無論是從提高工藝水平、擴大建設規模、提高系統的可操作性來說都是為了更好的降低系統組件成本。到07年為止，我國的光伏電池總計產量首次超越日本與歐洲，可商業化利用的光伏電池的轉換效率從10%～13%提高到18%～20%，成為制造光伏電池的世界性工廠，到2011年為止，國內電池的海外出貨量達到全世界的60%，根據《2013-2017年中國光伏發電產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》的數據顯示，截止到2015年全球累計安裝容量超過70000兆瓦，新裝機容量為27500兆瓦是2014年的1.5倍[4]。雖然說我國的光伏電池產量已經是世界首位，但是這種以清潔環保著稱的能源并沒有在自己國家中得到很好的開發利用，加上長年的對外出口，使得我國光伏產業過多的依賴海外市場，所以推動內需，在國內大量推廣光伏項目、加大光伏市場的開拓顯得尤為重要。伴隨著國內大規模生產線的逐年遞增，自主產品的質量與性能也在逐年提高，所以利用自主品牌的光伏組件作為項目的主要組件足以，同時也是為了促進國內產業的發展，展示國內品牌的發展成果[5]。
目前來說，單晶硅、多晶硅光伏組件仍然是市場的主體部分，單晶硅的轉換效率一般在17%左右，多晶硅的轉換效率一般在19%左右。如圖1所示為單晶硅硅片，如圖2所示為多晶硅硅片。
從第一塊光伏電池研發出來之后，晶體硅電池一直是行業內的霸主地位，至今無人撼動，其成熟的技術、較為簡單的工藝制造在以后的幾十年里也不會被其他結構組成的光伏電池所取代，當然全世界各國的專家學者也在努力降低生產成本、提高光伏組件的轉換效率，也取得了很多成績。我國科學家在04年研制出了新型硅晶體光伏電池，其轉換效率可以達到25%左右，緊隨其后日本科學家在07年也研制出了轉換效率高達23%的HIT太陽能光伏電池。晶體硅電池的轉換效率的不斷提高，使得晶體硅電池在光伏電池中的地位越來越牢固。如圖3所示為光伏組件由晶體硅電池組成的實物圖。
與晶體硅電池相似的有非晶體硅薄膜光伏電池，這種電池成本低，生產方便，其發展速度也很迅速。盡管成本低、生產方便，但是由于其本身的波長不敏感性造成這種材料制作的光伏電池轉換效率只有晶體硅電池的三分之一甚至還不到，而且其光電轉換效率隨著時間的增長會出現衰退的現象，使得使用此材料制作的光伏電池在實際的應用中很容易出現不穩定甚至失效的情況。當然，這種非晶體的太陽能電池也具有弱光響應好、重量輕、高溫性能好而且對整個光區的強弱感應適應能力強等優點。在未來的十幾年里，如果能夠突破轉換效率低、使用壽命短的技術難點，有希望占領光伏市場的大部分份額[6]。
由于太陽光能量的分布密度小，而且一天之中光能也不是連續變化的，所以在對太陽光能研究時必須要對其如何進行采集、如何進行傳輸、如何進行存儲進行研究。所以有些科學家提出對分散的太陽能進行聚光式的收集，已達對其集中收集，根據熱力學第一定律和第二定律對太陽能聚光能量傳輸和利用系統進行熱力學分析，發現理想系統對外輸出功率最大時的集熱溫度為2464K，幾何聚光比為2617，太陽能的轉換效率極限值可達84.9%。也就是說如果跟蹤到不同光譜強度的光線，那么可以對陽光進行更有效率的收集。所以說有一種被稱為高倍聚光技術的材料也許會對未來的光伏行業帶來革命性的變革，但是這項技術目前還未成熟，只處于行業初始階段。其實它的原理就是在晶體硅的基礎之上通過光學定律對光進行折射或者反射，讓能量更為集中地被光伏電池進行吸收轉換。
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