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1光伏發(fā)電的特點(diǎn)

（1）發(fā)電原理具有先進(jìn)性，光伏發(fā)電的發(fā)電遠(yuǎn)原理是將光直接轉(zhuǎn)化為電子，不存在中間過程，也沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，這就意味著，在這個(gè)過程中，沒有燃燒，不會(huì)污染，并且發(fā)電形式極為簡(jiǎn)單。從這個(gè)角度來說，這種技術(shù)的發(fā)電效率極高。（2）太陽(yáng)能資源是取之不盡，用之不竭的資源，另外還有一個(gè)突出的優(yōu)勢(shì)就是它是清潔型能源，非常環(huán)保，陽(yáng)關(guān)不管是哪里都有，并且并不需要運(yùn)輸費(fèi)用，也沒有霸權(quán)國(guó)家進(jìn)行壟斷。我國(guó)應(yīng)該充分利用這項(xiàng)資源，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)地利用，這對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著非常巨大的作用。光伏發(fā)電所的主要原料是硅，這種原料在我國(guó)儲(chǔ)存非常豐富。（3）光伏發(fā)電系統(tǒng)非常便于安裝、搬遷以及擴(kuò)大容量，通過多年的研究，我國(guó)的光伏發(fā)電系統(tǒng)性能也更加穩(wěn)定、可靠。另外，最為重要還是這種系統(tǒng)不需要工作人員進(jìn)行把手，維修與養(yǎng)護(hù)的成本也比較低。

2光伏電池的分類及發(fā)電效率

太陽(yáng)能電池單體是將光向電轉(zhuǎn)化的最小單元，其工作電壓基本為0.45-0.5V，而其工作電流密度在（20-25）mA/cm2。太陽(yáng)能電池單體可以基進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)，從而形成一組電池。通常來說，其功率能夠達(dá)到幾W或者是幾十W，并能夠獨(dú)立作為電源的最小單元。它能夠單獨(dú)被使用，電池組件在經(jīng)過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式被安裝在特有的支架上，然后形成電池方陣，這樣就能夠完全滿足輸出功率的各種要求。

2.1太陽(yáng)能電池的分類目前，我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)還處于初級(jí)階段，正在研發(fā)的太陽(yáng)能電池，種類不少。其中，比較常見的是市場(chǎng)上的結(jié)晶硅。基本占據(jù)市場(chǎng)的八成以上。而其中，CIGS（銦硒鎵銅）、CdTe（碲化鎘）和非晶硅等薄膜型，以及基于GaAs(砷化鎵)等的Ⅲ—V族化合物型太陽(yáng)能電池，有部分也已投入使用。其中電力用的控制板、配電盤等基本還處于開發(fā)階段，想要進(jìn)入成熟期，還有很長(zhǎng)一段路要走。近些年來，我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的研究，主要及中資結(jié)晶硅電池方面。我國(guó)在這些方面進(jìn)行了深入研究。也就是對(duì)薄膜型太陽(yáng)能電池、多結(jié)化技術(shù)等進(jìn)行開發(fā)。研究的目的是為了提高工作的效率、降低投入成本，從而能夠有效的實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池性能的提高。

2.2光電轉(zhuǎn)換效率針對(duì)文章所闡述的結(jié)晶硅電池來講，單晶硅的模塊效率比多晶硅效率低一些，而結(jié)晶硅的工作效率則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以上兩者，因此，我國(guó)在結(jié)晶硅方面的研究力度比較大。其中化合物薄膜比例在0.12，而硅薄膜型在0.09-0.10左右，如果是采用Ⅲ—V族化合物半導(dǎo)體制作的電池，效果就會(huì)比較高，在研究的過程中，這種電池的研究比例在0.4左右。而其中對(duì)于有機(jī)體系的光伏電池單體水平為0.12，近些年來，我國(guó)在這個(gè)方面的研究已經(jīng)達(dá)到了0.14以上。并且，我國(guó)在有機(jī)系列太陽(yáng)能組件性能方面的研究已經(jīng)初具規(guī)模。我國(guó)在這個(gè)方面的研究力度一直在不斷加強(qiáng)，其中針對(duì)高性能納米材料的研究取得了一定成就，開發(fā)除了可以吸收大量光敏試劑的高性能納米材料Ti02薄膜電極，另外也合成研究出了可以大范圍吸收太陽(yáng)光的光敏劑。而且制作DSSC電池的材料成本低，封裝較簡(jiǎn)單容易，預(yù)計(jì)商業(yè)化生產(chǎn)成本相當(dāng)?shù)停蕿樽钣形Φ奶?yáng)能電池。

3致力于光伏發(fā)電高可靠性的研究

我國(guó)市場(chǎng)對(duì)于太陽(yáng)能電池模塊的需求非常迫切，因此，我國(guó)相關(guān)部門以及工作人員針對(duì)這些方面的研究具體有四個(gè)方向：分別為獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所進(jìn)行的“高可靠性太陽(yáng)電池組件開發(fā)、評(píng)價(jià)中的可靠性研究”；獨(dú)立行政法人新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)委托的“太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)下世代高性能技術(shù)的開發(fā)”；作為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省輔助事業(yè)的“亞細(xì)亞基準(zhǔn)認(rèn)證推進(jìn)事業(yè)；作為國(guó)際活動(dòng)、產(chǎn)綜研、美國(guó)NREL、EU總局研究中心的“太陽(yáng)能電池組件可靠性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證”。

在上文所闡述的論點(diǎn)中，針對(duì)對(duì)“亞細(xì)亞基準(zhǔn)認(rèn)證推進(jìn)事業(yè)（主題名：也就是利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的可靠性，品質(zhì)試驗(yàn)方式的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化）等有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了介紹。在這個(gè)項(xiàng)目上的研究，日本研究的成果很突出，他們建立了太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的研究專項(xiàng)小組，并且同一般的財(cái)團(tuán)法人所建立的電氣環(huán)境演技所一同建設(shè)。此次研究的內(nèi)容包括國(guó)內(nèi)以及國(guó)外市場(chǎng)上所銷售的各種光伏組件，如果是依據(jù)相關(guān)規(guī)定，在可靠性方面，如果要延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，就需要采用各種各樣的實(shí)驗(yàn)方法，同時(shí)采用篩選的方式在不斷進(jìn)行研究。而在下文中所研究的高溫高濕試驗(yàn)的延長(zhǎng)，又通過各種實(shí)驗(yàn)相組合的方法進(jìn)行了不斷的探索研究。以下對(duì)高溫高濕的實(shí)驗(yàn)延長(zhǎng)結(jié)果與PID試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析：進(jìn)行DH實(shí)驗(yàn)，一般來說時(shí)間都會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)，大約要在1000h左右的時(shí)間進(jìn)行評(píng)價(jià)，而如果實(shí)驗(yàn)延長(zhǎng)，那么其評(píng)價(jià)時(shí)間也會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)的對(duì)象要根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際銷售情況進(jìn)行，其中組件A，需要3倍的3000h，最大輸出功率（Pm）也幾乎未發(fā)現(xiàn)降低；組件B，歷時(shí)1000h，Pm稍許下降，但DH3000h則Pm下降5%-10%。無(wú)論對(duì)哪塊組件按IEC規(guī)格的DH試驗(yàn)，在1000h內(nèi)很少見到輸出功率的降低，如延長(zhǎng)到3000h的輸出功率，二者之差將會(huì)明顯出現(xiàn)。比原來的試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)了，但作為光伏組件之間的比較方法，這是一個(gè)有效的方法。除此之外，最近幾年比較熱門的PID，則是需要采用直流電壓，其中光伏組件由于內(nèi)部產(chǎn)生了一部分的泄漏電流，因此而出現(xiàn)計(jì)劃反映，PID也就是防止電池單體內(nèi)電子移動(dòng)產(chǎn)生輸出功率從而減輕這樣的現(xiàn)象。作為再現(xiàn)PID的試驗(yàn)方法有：在組件前面玻璃上填滿水的“水膨脹法”，和采用箱、盒(chamber)控制溫度、濕度的“箱控法”。國(guó)內(nèi)外15家公司對(duì)市銷組件采用“箱控法”評(píng)價(jià)的結(jié)果示于圖2，圖3。以上所闡述的采用DH延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)以及用箱控制方法的PDI實(shí)驗(yàn)，到了今天為止，依舊沒有發(fā)現(xiàn)光伏組件間出現(xiàn)偏差的可行方法。然而，相對(duì)于DH實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)實(shí)中的環(huán)境下所出現(xiàn)的劣化相關(guān)性卻沒有被掌握，因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)間的長(zhǎng)時(shí)間化也受到過一些質(zhì)疑。從世界范圍來看，相關(guān)太陽(yáng)能光伏技術(shù)的研究已經(jīng)有十幾年，其中所出現(xiàn)的PID問題也有了被相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員研究很多年，在這個(gè)過程中，可靠性、長(zhǎng)壽命化的相關(guān)數(shù)據(jù)相對(duì)匱乏。想要保障這些能源的長(zhǎng)壽命的實(shí)驗(yàn)方法，就必然要從提高其可靠性、長(zhǎng)壽命性方面入手。

4太陽(yáng)能光伏發(fā)電今后普及的預(yù)測(cè)

早在四年之前，世界范圍山對(duì)于太陽(yáng)能系統(tǒng)的引入量就已經(jīng)到達(dá)了30GW左右，而在其中，歐洲的所在比例最大，我國(guó)起步相對(duì)較晚，但是發(fā)展比較迅速。太陽(yáng)能發(fā)電協(xié)會(huì)（JPEA），在中規(guī)定：以往住宅的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)占有八成以上，而未來非住宅性住宅的太嚴(yán)能系統(tǒng)必然會(huì)不斷擴(kuò)大，調(diào)查結(jié)果現(xiàn)實(shí)，光伏發(fā)電量每年都在上升。這樣持續(xù)下去，到2020年約10GW，到2020年未累計(jì)光伏發(fā)電的引入量能達(dá)到34GW，2030年將達(dá)到100GW。此外，即使按EPIA（歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)）的世界市場(chǎng)預(yù)測(cè)，2017年內(nèi)的引入量也將達(dá)到48GW。

5結(jié)束語(yǔ)

文章針對(duì)光伏技術(shù)的研究和未來預(yù)測(cè)進(jìn)行了分析研究，世界范圍內(nèi)，各發(fā)達(dá)國(guó)家也都非常重視該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)，在經(jīng)濟(jì)與環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的形勢(shì)下，綠色無(wú)污染、豐富且清潔的太陽(yáng)能資源開發(fā)已經(jīng)成為了各國(guó)爭(zhēng)相研究和使用的新能源。但是我國(guó)受到經(jīng)濟(jì)條件以及技術(shù)條件的制約，光伏發(fā)電技術(shù)還不是十分完善，加之我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域開發(fā)較晚，因此，在太陽(yáng)能組件，發(fā)電系統(tǒng)等方面的研究還比較欠缺。我國(guó)相關(guān)部門應(yīng)該給與大力支持。同時(shí)，技術(shù)人員也需要不斷的努力，持之以恒的進(jìn)行研發(fā)，才能夠推動(dòng)我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

作者：王新 王彥 單位：中國(guó)水利水電第十三工程局有限公司