【正文】 188進(jìn)入 21 世紀(jì) 2000 年光伏電 以來， 我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)能力快速擴(kuò)大， 3 MW； 2007 年， 成為世界最大的光伏電 池年產(chǎn)量猛增至 池生產(chǎn)國(guó)， 占世界總產(chǎn)量的 27． 2% ； 2008 年產(chǎn)量達(dá) 2 000 ［ 15］ MWP， 仍居世界第一 。 Machine Building A utomation，A pr 2010， 4） ： 186 ～ 189 39（ 186 參考文獻(xiàn)： ［ 1］趙爭(zhēng)鳴， M］ 劉建政， 孫曉瑛， 太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用［ ． 等． 1 版． 北京： 科學(xué)出版社， 2005． Email： ZZHD chainajournal． net． 《機(jī)械制造與自動(dòng)化》 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)具有太陽能利用率高、 可省略蓄 電池儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、 發(fā)電成本較獨(dú)立型光伏發(fā)電顯著降低等優(yōu) 點(diǎn) ［ 10］ ， 其是光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)， 主要有大型聯(lián)網(wǎng)光 伏電站和住宅聯(lián)網(wǎng)型光伏系統(tǒng)兩大類， 其中， 光伏系統(tǒng)與 建筑相結(jié)合（ BAPV） 的住宅屋頂聯(lián)網(wǎng)型光伏系統(tǒng)已成為 光伏產(chǎn)業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn) ［ 4］ 2， 。 量累計(jì)達(dá) 2 300 萬千瓦， 近年來， 并網(wǎng)光伏發(fā)電的應(yīng)用比例快速增長(zhǎng)， 已成為 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)比例僅為 光伏發(fā)電的主導(dǎo)市場(chǎng)。 硒（ CIS） 多晶薄膜光伏電池實(shí)驗(yàn)室效率已接近 20% 進(jìn)入 21 世紀(jì)， 以提高光電轉(zhuǎn)換效率、 降低成本為目標(biāo)的第 如疊層、 玻璃窗式、 納米光伏電池等研究方 三代光伏電池， ［ 5］ 1， 。 I 圖 2 為光伏電池等效電路， 其中，ph 為與光伏電池面 2 積、 入射光輻照度成正比的光生電流 （ 1 cm 硅光伏電池 ［ 1］ I N 的 I ph 值為 16 ～ 30 mA ） ； I D ，sh 分別為 P 結(jié)的正向電 1839 年， 國(guó) 的 Edmond Becquerel 發(fā) 現(xiàn) 了“光 伏 效 法 ， 應(yīng)” 即光照能使半導(dǎo)體材料內(nèi)部的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變 N 化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流。 王宏華技術(shù)講座 王宏華2007 年， 我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量 累計(jì)達(dá) 10 萬千瓦； 2008 年約為 15 萬千瓦； 2009 年則增為 31 萬千瓦。技術(shù)講座 I 圖 2 為光伏電池等效電路， 其中，ph 為與光伏電池面 2 積、 入射光輻照度成正比的光生電流 （ 1 cm 硅光伏電池 ［ 1］ I N 的 I ph 值為 16 ～ 30 mA ） ； I D ，sh 分別為 P 結(jié)的正向電 1839 年， 國(guó) 的 Edmond Becquerel 發(fā) 現(xiàn) 了“光 伏 效 法 ， 應(yīng)” 即光照能使半導(dǎo)體材料內(nèi)部的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變 N 化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流。 硒（ CIS） 多晶薄膜光伏電池實(shí)驗(yàn)室效率已接近 20% 進(jìn)入 21 世紀(jì)， 以提高光電轉(zhuǎn)換效率、 降低成本為目標(biāo)的第 如疊層、 玻璃窗式、 納米光伏電池等研究方 三代光伏電池， ［ 5］ 1， 。 量累計(jì)達(dá) 2 300 萬千瓦， 近年來， 并網(wǎng)光伏發(fā)電的應(yīng)用比例快速增長(zhǎng)， 已成為 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)比例僅為 光伏發(fā)電的主導(dǎo)市場(chǎng)。 參考文獻(xiàn)： ［ 1］趙爭(zhēng)鳴， M］ 劉建政， 孫曉瑛， 太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用［ ． 等． 1 版． 北京： 科學(xué)出版社， 2005． Email： ZZHD chainajournal． net． 《機(jī)械制造與自動(dòng)化》 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)具有太陽能利用率高、 可省略蓄 電池儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、 發(fā)電成本較獨(dú)立型光伏發(fā)電顯著降低等優(yōu) 點(diǎn) ［ 10］ ， 其是光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)， 主要有大型聯(lián)網(wǎng)光 伏電站和住宅聯(lián)網(wǎng)型光伏系統(tǒng)兩大類， 其中， 光伏系統(tǒng)與 建筑相結(jié)合（ BAPV） 的住宅屋頂聯(lián)網(wǎng)型光伏系統(tǒng)已成為 光伏產(chǎn)業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn) ［ 4］ 2， 。1。 綜觀世界光伏發(fā)電技術(shù)幾十年來的發(fā)展歷程， 呈現(xiàn)出 ［ 2， 17］ 1 13： 晶體硅光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率和生 如下發(fā)展趨勢(shì) 產(chǎn)技術(shù)水平持續(xù)提高； 隨著晶體硅光伏電池的硅片厚度不 硅材料消耗不斷減小， 光伏電池生產(chǎn)成本大幅降 斷降低， CIS 非晶硅、 等薄膜光伏電池已逐步進(jìn)入市場(chǎng)， 隨 低； CdTe、 著薄膜光伏電池技術(shù)不斷進(jìn)步， 薄膜光伏電池的市場(chǎng)份額 將快速增長(zhǎng)； 多晶硅薄膜光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率不斷接 成本遠(yuǎn)低于晶體硅光伏電池， 發(fā)展前景 近晶體硅光伏電池， 廣闊； 疊層、 量子點(diǎn)、 多能帶、 熱光伏、 多載流子光伏電池等 方興未艾的新一代光伏電池將克服第一代硅光伏電池成本 第二代非晶硅等薄膜光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率低的局限， 高、 且有原材料豐富、 無毒等優(yōu)點(diǎn)； 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)專用設(shè)備和儀 光伏電池生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)能力快速 器制造技術(shù)不斷進(jìn)步， 增長(zhǎng)， 光伏模塊價(jià)格大幅降低； 并網(wǎng)型光伏發(fā)電的應(yīng)用比例 不斷增加， 逐步成為光伏發(fā)電的主流，光伏系統(tǒng)與建筑相 結(jié)合的太陽能建筑逐步進(jìn)入商品化生產(chǎn)時(shí)期。 電地區(qū) 系統(tǒng) 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)主要應(yīng)用于遠(yuǎn)離公共電網(wǎng)的無 ［ 2］ 或容量較小 （ 一般不超過幾百瓦） 的戶用光伏 ［ 1］ 速度最快的行業(yè)之一。 跟蹤（ MPPT） ” 自 1954 年實(shí)用光伏電池問世至今， 晶體硅光伏電池 占了光伏電池總產(chǎn)量的 80% 以上， 廣泛應(yīng)用的單晶硅光 伏電池光電轉(zhuǎn)換效率已接近 25% ； 多晶硅光伏電池的光 電轉(zhuǎn)換效率雖較低， 但其材料成本較低， 可望成為主導(dǎo)產(chǎn) ［ 2， 1 5］ 。本文闡述了太陽能光伏 發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理， 綜述了國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。 188進(jìn)入 21 世紀(jì) 2000 年光伏電 以來， 我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)能力快速擴(kuò)大， 3 MW； 2007 年， 成為世界最大的光伏電 池年產(chǎn)量猛增至 池生產(chǎn)國(guó)， 占世界總產(chǎn)量的 27． 2% ； 2008 年產(chǎn)量達(dá) 2 000 ［ 15］ MWP， 仍居世界第一 。 Machine Building A utomation，A pr 2010， 4） ： 186 ～ 189 39（ 186 1954 年， 美國(guó) Bell 實(shí)驗(yàn)室的 G． Pearson 等發(fā) 其原理如圖 1 所示。 實(shí)用中， 為了滿足負(fù)載需要的電壓、 電流， 需將多個(gè)容 并聯(lián)成數(shù)瓦到數(shù)百瓦的光伏模 量較小的單體光伏電池串、 塊（ 其輸出電壓一般在十幾 ～ 幾十 V） ， 進(jìn)一步可將多個(gè) 并聯(lián)成光伏陣列。目前， 而 光伏與建筑 相結(jié)合的分布式并網(wǎng)系統(tǒng)市場(chǎng)份額遠(yuǎn)大于大型聯(lián)網(wǎng)光伏 電站； 而大型聯(lián)網(wǎng)光伏電站是可再生能源發(fā)電的重要發(fā)展 方向， 其容量可達(dá) MW 或 GW 級(jí)， 所發(fā)電能可直接并入高 13］ 。 3 光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) “光伏效應(yīng)” 光伏發(fā)電技術(shù)研究始于 1839 年 的發(fā)現(xiàn)。 王宏華技術(shù)講座 王宏華2007 年， 我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量 累計(jì)達(dá) 10 萬千瓦； 2008 年約為 15 萬千瓦； 2009 年則增為 31 萬千瓦。技術(shù)講座 在光伏發(fā)電技術(shù)開發(fā)之初的 20 世紀(jì) 70 年代， 由于制 光伏發(fā)電僅用于人造衛(wèi)星、 海島燈塔等場(chǎng)所， 造成本高， 2］ 1976 年全球光伏電池 年產(chǎn)量?jī)H幾百千瓦 ［ 。 我國(guó)對(duì)光伏電池的研究始于 1958 年。 圖4 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 圖 4 中的蓄電池是離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中必不可少 圖3 光伏電池輸出特性 的儲(chǔ)能器件， 光伏陣列受太陽光照發(fā)出的電能通過控制 DC 器、 / DC 變換器對(duì)蓄電池進(jìn)行高效、 快速充電； 而蓄電 池儲(chǔ)存的電能可通過放電器向直流負(fù)載饋電或經(jīng)