太陽電池是利用材料的光生伏打效應直接將太陽能變成電能的半導體器件,也稱光伏電池。1954年,第一塊實用的硅太陽電池(η=6%)與第一座原子能發(fā)電站同時在美國誕生,1959年太陽電池進入空間應用,1973年能源危機后逐步轉到地面應用。近年來,世界太陽電池年產量迅速增加,連續(xù)8年增速在30%左右,2004年的年增長率甚至超過60%,達到1200MW。
我國于1958年開始研究太陽電池,于1971年成功地首次應用于我國發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星上。于1973年開始將太陽電池用于地面。我國的光伏工業(yè)在80年代以前尚處于雛形,太陽電池的年產量一直徘徊在10KW以下,價格也很昂貴。
由于受到價格和產量的限制,市場的發(fā)展很緩慢,除了作為衛(wèi)星電源,在地面上太陽電池僅用于小功率電源系統(tǒng),如航標燈、鐵路信號系統(tǒng)、高山氣象站的儀器用電、電圍欄、黑光燈、直流日光燈等,功率一般在幾瓦到幾十瓦之間。
九十年代以后,隨著我國光伏產業(yè)初步形成和成本降低,應用領域開始向工業(yè)領域和農村電氣化應用發(fā)展,市場穩(wěn)步擴大,并被列入國家和地方政府計劃,如西藏“陽光計劃”、“光明工程”、“西藏阿里光伏工程”、光纖通訊電源、石油管道陰極保護、村村通廣播電視、大規(guī)模推廣農村戶用光伏電源系統(tǒng)等。進入21世紀,特別是近3年的“送電到鄉(xiāng)”工程,國家投資20億,安裝20MW,解決了我國800個無電鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用電問題,推動了我國光伏市場快速、大幅度增長。
與此同時,并網發(fā)電示范工程開始有較快發(fā)展,從5kW、10kW發(fā)展到100kW以上,2004年深圳世博園1MW并網發(fā)電工程成為我國光伏應用領域的亮點。截止2004年底,我國光伏系統(tǒng)的總裝機容量約達到65MW。
上世紀七十年代末到八十年代中,我國一些半導體器件廠開始利用半導體工業(yè)廢次單晶和半導體器件工藝生產單晶硅太陽電池,我國光伏工業(yè)進入萌發(fā)時期。八十年代中后期,我國一些企業(yè)引進成套單晶硅電池和組件生產設備,以及非晶硅電池生產線,使我國光伏電池/組件總生產能力達到4.5MW,我國光伏產業(yè)初步形成。九十年代初中期,我國光伏產業(yè)處于穩(wěn)定發(fā)展時期,生產量逐年穩(wěn)步增加。九十年代末我國光伏產業(yè)發(fā)展較快,設備不斷更新。2003年、2004年在我國《送電到鄉(xiāng)》工程及國際市場推動下,一批電池生產線、組件封裝線、晶硅錠/硅片生產線相繼投產和擴產,使我國光伏產業(yè)的能力有大幅度上升,我國光伏產業(yè)進入全面快速發(fā)展時期。截止2004年底,我國光伏產業(yè)總的年生產能力為:組件150MW,電池生產67MW,硅錠/硅片生產54MW;生產量約為組件100MW,電池42MW(其中非晶硅4MW),硅錠/硅片46MW。
最近3年由于《送電到鄉(xiāng)》工程和國際市場的推動,我國太陽電池/組件生產迅速增長,2004年的產量是2002年的6倍。電池和組件性能不斷提高,商業(yè)化電池效率由八十年代的10-12%提高到12-14%。太陽電池/組件成本20年來不斷降低,售價由八十年代初的65-70元/Wp降到2003年的24-28元/Wp,2004年由于太陽級硅國際性緊缺,售價又回升到28-32元/Wp。2004年我國太陽電池的實際產量達到50MWp,國內光伏市場消化掉不到10MWp的光伏組件,產品絕大部分出口到國外。
雖然我國光伏產業(yè)發(fā)展迅速,產業(yè)規(guī)模和技術水平都有相應提高。但同發(fā)達國家相比,仍存在很大差距,如:專用原材料國產化程度不高,品種不全,已經實現國產化的材料和部件,其性能比國外偏低,如銀、鋁漿、EVA等。組件封裝低鐵絨面玻璃、TPT尚未投放市場