【正文】 蕊片上的藍色光源再轉(zhuǎn)化為白光。到20 世紀90 年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。就在此時俄國科學(xué)家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED。60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光LED。隨著電流的應(yīng)用和廣泛的認識，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個術(shù)語。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實際應(yīng)用；更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應(yīng)，研究被摒棄了。專家預(yù)計，到本世紀中葉，太陽能光伏發(fā)電將占全球發(fā)電量的15%一20%，成為人類的基礎(chǔ)能源之一。預(yù)計全球總累計安裝18GW。近年來，全球光伏發(fā)電發(fā)展迅速，美國、歐洲及日本均制定了龐大的光伏發(fā)電發(fā)展計劃，美國和歐盟在1997年相繼宣布了“百萬屋頂光伏計劃”，日本也在1997年制定了“普及住宅光伏系統(tǒng)計劃”。目前世界太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著如下幾個特點:發(fā)展迅猛，市場容量迅速擴大，應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍不斷拓展，太陽能光伏產(chǎn)品成本大幅降低。至2002年底，世界太陽能電池年總產(chǎn)量超過500MW。世界銀行和印度可再生能源發(fā)展署共同資助一個為期3年專題訓(xùn)練班，由西門子太陽能工業(yè)公司(Siemens Solar Industries)具體實施。澳大利亞新南威爾士大學(xué)Martin Green研制成20%效率太陽電池。1979年，世界光伏電池安裝總量1Mw。此外，以非晶硅、蹄化鎘和銅錮硒為代表的薄膜太陽電也相繼進入市場。1958年，Hoffman電子的硅電池效率達到9%，第一個光伏電池供電的衛(wèi)星先鋒1號發(fā)射，光伏電池100平方厘米，為一備用的5毫瓦的話筒供電。38年后，世界上第一片太陽電池——硒太陽電池才誕生，當時其光電轉(zhuǎn)換效率很低，僅有1%，所以硒太陽電池作為發(fā)電器件沒有得到推廣應(yīng)用。太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為直流電能，且太陽能電池組件可以通過串并聯(lián)方式組合得到實際需要的電壓。因此兩者的結(jié)合不需要將太陽能電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，因此大大提高了整個照明系統(tǒng)的效率。（5）LED燈具的使用壽命是直流熒光燈的20倍以上，開關(guān)次數(shù)是直流熒光燈的3倍以上。全立體角發(fā)光的光源用在路燈實質(zhì)是一種能量的浪費。反之在太陽輻射比較充足的時候，負載工作電流較大，功率也大，照度會更高。兩者同為直流工作狀態(tài)，具有電壓低并能互相匹配的特點。這種系統(tǒng)將獲得很高的能源利用率、較高的安全性能和可靠性。這不僅增加了照明系統(tǒng)成本，同時又降低了能源的利用率?？梢灶A(yù)見LED光伏照明產(chǎn)業(yè)將是一個大有發(fā)展前途的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，不僅是經(jīng)濟的一個新的增長點，同時將會給社會環(huán)境和人類的生活帶來巨大的變革。在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢。利用太陽能發(fā)電是集開發(fā)利用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體而面向21世紀人類發(fā)展的重大課題。據(jù)統(tǒng)計，我國每年僅照明用電就有2000億至3000億度，如果全部用LED光源代替，每年至少可節(jié)電1600億度。現(xiàn)有的電力資源不能完全滿足人類日益增長的生產(chǎn)、生活需要；而且地球留給人類的資源也是有限的。所以，節(jié)能、環(huán)保、防恐、防災(zāi)是擺在電力行業(yè)面前最主要的、永恒的話題。為此，照明節(jié)電具有重要意義。同時又是集光電子半導(dǎo)體、電力電子、現(xiàn)代電力系統(tǒng)、電機學(xué)、電化學(xué)和現(xiàn)代控制理論等高新技術(shù)于一體的交叉科研課題。正是基于光伏照明和LED光源的各自優(yōu)勢，本項目將兩者結(jié)合取代傳統(tǒng)光源應(yīng)用于光伏照明系統(tǒng)，徹底地解決了傳統(tǒng)的光伏照明系統(tǒng)存在的交流逆變不可靠、燈管壽命短、耗電量大、效率低等缺點。高效LED光伏戶外照明系統(tǒng)。太陽電池是直接將光能轉(zhuǎn)化為直流電能的，且太陽電池組件可以通過串、并聯(lián)的方式任意組合，得到實際需要的電壓。所以，利用清潔的、取之不盡、用之不竭的太陽能為能源，與功耗低、壽命長(10萬小時)、光效高(2005年達50——80 、2010年可達100——1反應(yīng)速度快、環(huán)保的LED相結(jié)合，將在直流低壓條件下實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明系統(tǒng)。使得兩者結(jié)合不需要變頻器和逆變器等將直流變交流的過程，因此大大提高了整個照明系統(tǒng)的效率，降低了功耗和系統(tǒng)成本。（3）LED特別適合使用在太陽能路燈照明。因此LED燈的效率要更高?？梢姡卷椖康哪繕水a(chǎn)品高效LED光伏戶外照明系統(tǒng)的開發(fā)如果完成了太陽電池與LED電學(xué)性能的最佳匹配，同時，保證太陽電池發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池的合理利用，便可真正實現(xiàn)最大限度的綠色環(huán)保理念。同時，借助于并網(wǎng)技術(shù)或利用蓄電池充放能量，使其優(yōu)勢更加明顯。這些特點恰好與LED 相匹配，兩者結(jié)合將獲得很高的能源利用率、較高的安全性能和可靠性，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明系統(tǒng)，實現(xiàn)十分完美的結(jié)合。1954年，美國貝爾實驗室的成功制備了具有實用價值的單晶硅太陽電池，%，幾年后提高到10%左右。1960年，Hoffman電子實現(xiàn)硅電池效率達到14%，1963年，Sharp公司成功生產(chǎn)光伏電池組件，日本在一個燈塔安裝242瓦光伏電池列陣，在當時是世界最大的光伏電池列陣。1974年，日本推出光伏發(fā)電的“陽光計劃”。1980年，ARCO太陽能成為世界上第一個年產(chǎn)1Mw太陽能電池生產(chǎn)廠家。1990年。1996年，BP Solar購買加州APS技術(shù)，宣布實施“太陽神工程，即開始磅化福電池商業(yè)生產(chǎn)。而2004年則突破了1200MW大關(guān)，%，2005年，世界太陽能電池總產(chǎn)量1656MW，其中日本仍居首位。光伏產(chǎn)業(yè)在不同國家地區(qū)之間發(fā)展不平衡，無論是在技術(shù)、產(chǎn)量還是在市場運作方面，發(fā)達國家和不發(fā)達國家之間的發(fā)展差距很大，發(fā)展中國家已經(jīng)大大落后于發(fā)達國家，而且在主要光伏應(yīng)用形式和技術(shù)特點上發(fā)達國家和發(fā)展中國家也有所區(qū)別。到2010年，(含百萬屋頂計劃)。年增長率高達34，其中德國以全年837MW的總安裝容量居首，直到2007年底光伏產(chǎn)業(yè)以連續(xù)五年超過40%的速度向前發(fā)展，從市場需求的角度看，一個非常重要的原因在于光伏系統(tǒng)價格的持續(xù)大幅下降。圖21為2002年至2009年間光伏安裝總量統(tǒng)計情況；圖22為2002年至2009年全球每年新增光伏安裝量及份額。 二十年代晚期Bernhard Gudden 和Robert Wichard 在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的黃磷發(fā)光。二十世紀50 年代，英國科學(xué)家在電致發(fā)光的實驗中使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)明了第一個具有現(xiàn)代意義的LED,并于60 年代面世。磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。盡管它不如歐洲的LED 高效。第一個有歷史意義的藍光LED 也出現(xiàn)在90 年代早期，再一次利用金鋼砂—早期的半導(dǎo)體光源的障礙物。就是利用這種技術(shù)制造出任何可見顏色的光。色度方面已實現(xiàn)了可見光波段的所有顏色，其中重要的是，超高亮度白光LED的出現(xiàn)，使LED應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場成為可能。日本于1998年率先實施“21世紀照明”計劃，并在2006年完成用白光發(fā)光二極管照明替代50%的傳統(tǒng)照明。計劃的時間節(jié)點是2002年達20，2007年達75，2012年達150。另外，阿根廷今年12日簽署法案，決定從2011年起徹底禁止普通燈泡的使用。美國和日本企業(yè)在技術(shù)、設(shè)備中具有壟斷優(yōu)勢，歐洲企業(yè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)勢強，所以主要從事高附加價值產(chǎn)品的生產(chǎn), 造成全球LED高端產(chǎn)品市場集中度較高。當然，作為高科技產(chǎn)業(yè)，LED的技術(shù)仍在處于不斷進步過程中，不排除未來由于新技術(shù)的涌現(xiàn)、新應(yīng)用領(lǐng)域的拓展而打破這一競爭格局可能。1971年，首次將光伏電池成功應(yīng)用于東方紅2號衛(wèi)星。市場穩(wěn)步擴大，國家和地方政府開始制訂光伏計劃。在我國，隨著國民經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展、綜合國力的不斷提高和科技的進步，特別是“西部開發(fā)”戰(zhàn)略的實施，利用西部地區(qū)豐富的太陽能、風(fēng)能資源解決幾千萬人口的用電問題這一偉大構(gòu)想己經(jīng)逐步成為現(xiàn)實。1996年，我國由國家計委牽頭制定了實施“中國光明工程”的計劃。另外，中科院電工所先后建成了西藏雙湖25KW、安多100KW、班戈70KW，和尼瑪40KW光伏電站的建設(shè)。從下游封裝做起，逐步進入上游外延片生產(chǎn)，2000 開始加大了對高亮度四元芯片和GaN 芯片的投資。 2006年8月，科技部啟動了“十一五”863計劃新材料領(lǐng)域“半導(dǎo)體照明工程”重大項目，對半導(dǎo)體照明全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)的突破和支撐產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)等進行了全面部署。其中，芯片產(chǎn)值較2008年增長25%，達到23億元； LED封裝產(chǎn)值為204億元，%；應(yīng)用產(chǎn)品增長30%以上，達到600億元，景觀裝飾、顯示屏、背光源、照明是國內(nèi)最大的應(yīng)用市場，占據(jù)了約77%的份額。封裝白光LED用的熒光粉，國內(nèi)也有十幾家企業(yè)在研究和生產(chǎn)，已大量用于白光LED封裝，大連路明開發(fā)出了有自主知識產(chǎn)權(quán)的硅酸鹽熒光粉，另外，還開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的藍光激發(fā)紅光和綠光的氮化物熒光粉，可由RGB三基色組成白光LED，效果很好?？傮w而言，我國的LED產(chǎn)業(yè)格局南方產(chǎn)業(yè)化程度較高，珠三角和長三角是國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)最為集中的地區(qū)，上中下游產(chǎn)業(yè)鏈比較完整，集中了全國80%以上的相關(guān)企業(yè)。在全球能源短缺、環(huán)保要求不斷提高的情況下，舉世矚目的2008年北京奧運會和2010年上海世博會都不約而同地以圍繞綠色節(jié)能為主題，這給中國LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的歷史機遇。產(chǎn)業(yè)化規(guī)模偏小,只能滿足國內(nèi)封裝企業(yè)需求量的20%30%,大部分高性能的LED和大功率LED產(chǎn)品均要依賴進口。但LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)引起了國家的高度重視,《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將半導(dǎo)體照明產(chǎn)品明確列為“重點領(lǐng)域及其優(yōu)先主題”,提出“重點研究高效節(jié)能、長壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品”。青海省的太陽能資源我國年日照時數(shù)分布在25003650小時，年均日照率達6080%，年輻照總量58607540兆焦耳/平方米。全年日照時數(shù)在2500～3650小時，年輻照總量5860～7540兆焦耳/平方米，折合約1623億噸標煤，合360萬億千瓦時。青海省豐富的太陽能資源，是除西藏外其他省份無法比擬的資源優(yōu)勢。我國制造太陽電池所需的高純多晶硅材料絕大部分依靠進口，利用青海省豐富的硅礦石資源，發(fā)展硅材料提純生產(chǎn)具有一定的優(yōu)勢。5）完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈青海省具有較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。 我省光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃1）我省光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀近年來，我省積極實施優(yōu)勢資源轉(zhuǎn)換戰(zhàn)略，在一批龍頭企業(yè)的帶動下，光伏產(chǎn)業(yè)不斷壯大。二、產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成目前，省內(nèi)光伏新材料產(chǎn)業(yè)的范圍覆蓋了多晶硅、單晶硅、硅切片、電池組件、系統(tǒng)集成等各個環(huán)節(jié)。四、市場應(yīng)用取得初步成效從市場構(gòu)成分析，省內(nèi)光伏市場以解決農(nóng)村、牧區(qū)用電的離網(wǎng)發(fā)電為主，%，居光伏發(fā)電市場的首位；其次為戶用電源，%。另外，中德財政使用的“西部光伏村落電站”項目自2002年起實施，將建成180個光伏電站，解決約1萬戶農(nóng)牧民及學(xué)校、衛(wèi)生所等公益設(shè)施的基本用電需求，受益人口約4萬多人，一定程度上解決了省內(nèi)偏遠地區(qū)的用電問題。2）發(fā)展規(guī)劃及重點近年來，全省通過引進資金和技術(shù)，形成了一定規(guī)模的多晶硅、單晶硅生產(chǎn)能力，奠定了高純硅材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，具備了發(fā)展國內(nèi)大規(guī)模的光伏產(chǎn)業(yè)條件。目標是，到2020年，光伏發(fā)電總裝機占青海省電力裝機的8%，達到200萬千瓦（即2GWp），年發(fā)電量達到34億千瓦時左右，%。發(fā)展目標為：到2040年，光伏發(fā)電總裝機達到2億千瓦（即200GWp），年發(fā)電量達到3400億千瓦時左右。光伏產(chǎn)業(yè)是青海省特色經(jīng)濟的首選產(chǎn)業(yè)之一，是拉動青海省工業(yè)和經(jīng)濟進一步發(fā)展的新增長點。同時為我省LED產(chǎn)業(yè)做出貢獻。2004 年通用照明LED 的銷售額是9400 萬美元，到 億美元，%，屆時LED 將在全球120 億美元（2004年）至140億美元的照明市場占據(jù)重要的位置。照明市場對大功率LED產(chǎn)生巨大的需求，大功率封裝的前景被業(yè)界普遍看好。圖41 2004年至2008年LED光源應(yīng)用領(lǐng)域增長率統(tǒng)計LED光源照明產(chǎn)業(yè)形成美國，亞洲，歐洲三大區(qū)域為主導(dǎo)的三組鼎力的產(chǎn)業(yè)分布與競爭格局，美國Cree，lumileds日本日亞，豐田合成，德國歐司朗等壟斷高端產(chǎn)品市場。可以生產(chǎn)小功率(20mW)、中功率(2050mW)、以及大功率(50mW)的LED產(chǎn)品。日亞公司在熒光粉方面也非常成熟?？梢陨a(chǎn)小功率(20mW)、中功率(2050mW)、以及大功率(50mW)的LED產(chǎn)品（功率數(shù)值是自定義）。市場：目前豐田合成的產(chǎn)品市場中應(yīng)用廣泛，幾乎所有與GaNLED相關(guān)的領(lǐng)域都有其產(chǎn)品。它既有市場上購買的MOCVD設(shè)備，也有自己研制的MOCVD設(shè)備，還有先購買現(xiàn)有設(shè)備后再經(jīng)過特殊改進的MOCVD設(shè)備。它可以生產(chǎn)藍光、綠光、紫光、紫外光多種顏色的LED外延片。%的份額。目前主要業(yè)務(wù)包括線纜、LED器件及應(yīng)用產(chǎn)品、專用通訊產(chǎn)品及電腦等，%。目前LED照明在全球照明市場比例較低，若與2006年相較，年成長率達60%，LED照明市場發(fā)展最快的年度；2008年由于受到全球金融危機的影響，全球LED照明市場規(guī)模約為4億美元，也比2007年增長21%左右。由于白光LED光通量和發(fā)光效率提升，包括路燈、交通燈、庭園燈、探照燈、階梯燈、陽臺燈等采用比率正快速成長，尤其以中國為最大應(yīng)用市場，比重達36%?！　ED路燈為主的大功率LED產(chǎn)品市場而言，已經(jīng)有部分LED企業(yè)在2005年下半年研發(fā)成功LED路燈產(chǎn)品，并逐步推向市場，替代原有傳統(tǒng)的路燈產(chǎn)品，中國是目前全球城市化進程最快的國家之一，可以預(yù)料在未來的數(shù)十年內(nèi)，全國各地對于大功率、高亮度、節(jié)能的LED路燈產(chǎn)品的市場需求是極其龐大的。當然，這里節(jié)電數(shù)字只是針對使用LED光源取代傳統(tǒng)光源的路燈照明系統(tǒng)，并沒有將光伏發(fā)電系統(tǒng)考慮進來。2009年廣東省將在廣州、東莞等市建設(shè)總里程1500公里、規(guī)模約10萬盞的LED路燈示范推廣工程，東莞市將從2008年12月起至2009年12月，將22100盞路燈改造成LED路燈。臺灣地區(qū)已經(jīng)在2008年12月初公布了新的LED路燈標準草案，各縣市政府的LED路燈標案、示范工程也在近期陸續(xù)起跑，業(yè)界相信，隨著相關(guān)標準規(guī)格的制訂完成，未來市場規(guī)模的擴大可望加速。臺灣工研院統(tǒng)計，2007年全球LED照明市場規(guī)模在亞洲地區(qū)新興應(yīng)用和需求增長帶動下，到2012年全球LED照明市場規(guī)模將可成長到14億美