大家好！今天让小编来大家介绍下关于美国光伏发展史_光伏发电技术的发展历史的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.光伏双反案发起的历史背景2.光伏发电技术的发展历史
3.是谁发明了太阳能?
4.太阳能（急需）！！！
5.太阳能的开发历史
光伏双反案发起的历史背景
美国对中国光伏产品“双反”
◆2011年10月18日，德国SolarWorld美国分公司联合其他6家生产商向美国商务部正式提出针对中国光伏产品的“双反”调查申请。
◆2011年11月8日，美国商务部正式立案对产自中国的太阳能电池进行“双反”调查。
◆2011年12月2日，美国国际贸易委员会(ITC)宣布中国光伏产品对美相关产业造成损害，该案正式进入美商务部调查阶段。
◆2012年3月20日，美国商务部宣布了对中国光伏产品反补贴调查的初裁结果，决定向中国进口的太阳能电池板征收2.90%~4.73%的反补贴税，并追溯90天征税。
无锡尚德反补贴税率为2.90%，天合光能税率为4.73%，其他中国公司反补贴税率为3.61%。
◆2012年5月17日，美国商务部公布反倾销初裁决定，税率为31.14%~249.96%。
英利、无锡尚德、天合光能将分别被征收31.18%、31.22%、31.14%的反倾销税，未应诉中国光伏企业的税率为249.96%。
◆2012年10月10日，美国商务部对进口中国光伏产品作出反倾销、反补贴终裁，征收14.78%~15.97%的反补贴税和18.32%~249.96%的反倾销税。
具体的征税对象包括中国产晶体硅光伏电池、电池板、层压板、面板及建筑一体化材料等。
◆2012年11月7日，美国国际贸易委员会(ITC)作出终裁，认定从中国进口的晶体硅光伏电池及组件实质性损害了美国相关产业，美国将对此类产品征收反倾销和反补贴关税。
◆2012年12月7日，美国商务部发布命令，即日起，开始向中国进口太阳能电池征收关税。
预计该关税将至少征收5年。
除此之外，美国商务部在声明中指出，将无锡尚德倾销幅度从31.73%下调至29.14%。
欧盟对中国光伏产品“双反”
◆2012年7月24日，以SolarWorld为首新成立的欧洲光伏制造商联盟(EUProSun)，针对“中国光伏制造商的倾销行为”向欧盟委员会提起诉讼。
◆2012年9月6日，欧盟委员会发布公告，对从中国进口的光伏板、光伏电池以及其他光伏组件发起反倾销调查。
◆2012年9月25日，EUProSun向欧盟提起申诉，指控中国的光伏企业获得 *** 补贴，并要求对其产品征收惩罚性进口关税。
根据规定，欧盟将在45天内决定是否立案。
◆2012年11月8日，欧盟正式启动对华光伏产品反补贴调查。
◆2013年2月28日，欧委会发布公告称，基于欧盟光伏玻璃协会的申诉，对原产于中国的光伏玻璃发起反倾销调查，涉案光伏玻璃为碱石灰平板玻璃，具有铁含量低于300ppm、太阳透射率在88%以上等特性。
◆2013年3月6日起，欧盟对产自中国的光伏产品实施进口登记。
◆2013年5月22日，中国机电产品进出口商会发表声明称，机电商会代表中方业界向欧盟委员会提交价格承诺谈判方案，但欧委会直接回绝了方案，也未回应谈判工作组提出的问题和解释。
至此，中欧围绕欧盟对华光伏“双反”的价格承诺问题首轮谈判宣告破裂。
◆2013年5月23日，中国商务部率团紧急赴欧，向欧委会就价格承诺问题再次进行磋商。
◆2013年5月24日，欧盟成员国内部拟就欧委会对华光伏征税建议案投票表决。
最终，有至少14个国家反对对华光伏“双反”议案。
◆2013年5月26日，中国国务院总理 *** 在访问德国时强调，欧盟拟对华光伏产品和无线通信设备产品发起“双反”调查，中国 *** 表示坚决反对。
欧盟滥用贸易救济措施只会向外界发出贸易保护主义的错误信号，给双方企业、产业和就业带来不利影响。
我们希望通过对话磋商妥善解决问题，而不是打贸易战。
中国对欧美韩多晶硅“双反”
◆2012年7月20日，中国商务部发起对原产于美国和韩国的进口太阳能级多晶硅反倾销调查及对原产于美国的进口太阳能级多晶硅反补贴调查。
◆2012年9月17日，我国商务部正式收到江苏中能、江西赛维LDK、洛阳中硅和重庆大全新能源代表国内多晶硅产业提交的书面申请，申请人请求对原产于欧盟的进口太阳能级多晶硅进行反补贴调查，并将该调查与2012年7月20日商务部已发起的对原产于美国和韩国的进口太阳能级多晶硅反倾销调查及对原产于美国的进口太阳能级多晶硅反补贴调查进行合并调查，累积评估上述3国(地区)出口被调查产品对国内产业造成的影响。
◆2012年11月1日，我国商务部发布公告，决定即日起对原产于欧盟的太阳能级多晶硅进行反倾销和反补贴立案调查。
◆2012年11月26日，商务部网站公告称，将对向原产于美国、韩国和欧盟的进口太阳能级多晶硅追溯征收反倾销税，以及对上述多晶硅追溯征收反补贴税进行调查。
◆2013年2月20日，原定于当日公布的初裁结果被推后。
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◆2013年7月18日，商务部对美韩太阳能级多晶硅反倾销初裁终于出炉。
公告称，采用保证金形式对原产于美国和韩国的太阳能级多晶硅实施临时反倾销措施。
初裁认定，自美国进口多晶硅的倾销幅度为53.3%至57%，自韩国进 口 的 倾 销 幅 度 为2. 4 %至48.7%。
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光伏发电技术的发展历史
近十年，在组件出货量方面，榜首位置九年为中国企业所占据。十年间榜首共涉及五家企业，中国企业四家，实力为其他国家和地区所不及。
尚德、英利、赛维的势弱
2011年对于中国光伏行业来说是较为特殊的年份，在此年欧美对中国光伏的“双反”拉开序幕。
2011年10月18日，德国SolarWorld美国分公司联合其他6家生产商向美国商务部正式提出针对中国光伏产品的“双反”调查申请。
2012年7月24日，以SolarWorld为首的欧洲光伏制造商联盟(EUProSun)，针对“中国光伏制造商的倾销行为”向欧盟委员会提起诉讼。
……
双反大棒终究落下。时有评价中国光伏产业状况为哀鸿遍野。恩孚商务咨询2012年跟踪数据显示：当年国内破产和停产的光伏企业超过350家，企业全线亏损，11家在美上市公司负债总额近1500亿元，半数以上企业停产或半停产。
此两年，中国光伏行业的传奇公司尚德、英利、赛维还榜上有名，2011年，尚德位列榜单次席，仅次于First Solar，英利居于第三位，赛维位列第九，天合、阿特斯、晶科分列五、六、八位。
First Solar此年居于榜首，有媒体评价其是幸存下来的 历史 最久的光伏板生产商之一。First Solar于1999年成立，其前身为Solar Cell，后被沃尔顿家族相关公司收购。沃尔顿家族为沃尔玛集团的拥有者。
但是仅仅一年后，FirstSolar的榜首位置便被英利所取代。但是在十年期间，FirstSolar只在2018年未进入前十榜单，实力可见一斑。
英利在2012年、2013年居于榜首。
在2013年1月8日，英利高调宣布了2012年自己成为出货量全球第一的光伏企业，全年出货量超2.2GW。英利在2012年的 “高光”表现或与国内市场的开拓密切相关。数据显示：2012年，英利国内组件发货量超500MW，同比上涨27%。此外，在美洲、东南亚等新兴市场也收获到部分订单。
彼时，苗连生曾预计：2013年，英利国内市场份额有望达到40%。
其实，在2011年下半年，英利的欧洲市场比重已下降至45.17%，美国市场比重下降至10.31%，而中国市场比重则上升到36.71%。
经过2012之后，次年的英利依旧保持着榜首位置，组件出货量达到了3.2GW，相较于2011年1.6GW的出货量，实现了翻番。
但英利在2011年-2013年的业绩并不好看。2011年、2012年、2013年三年合计亏损近80亿。
英利并未如同赛维和尚德一样迅速“陨落”。
2014年，英利退居榜单次席。此年英利亏损2.09亿美元，组件出货量3.3GW。
2014年似乎拉开了英利“退”的序幕。2015年-2017年，英利连续三年居于榜单第八位。从2018年至今，再未进入榜单。但关于英利的消息从未中断。2020年，英利在市场上的声音逐渐多了起来，并有着相较不错的收获，也许未来仍会获得一席之地，无法妄言。
2014年，苗连生面对天合的追赶，“让”出了榜首位置，，坊间认为老苗更“靠谱”了。此年天合出货量为3.7GW，两者差距400MW。
英利让大家铭记的除苗连生之外，还有其赞助了2010、2014两届世界杯。在中国光伏发展史上留下浓墨重彩的一笔。
相对英利的荣光，尚德在此时则显得有些落魄，虽然在此种大环境下，谁都过得不好。
2012年或者算是尚德高光表现的“最后一舞”，此年尚德位居榜单第三位。
2012年9月初，面对困境，尚德开始了减产裁员，太阳能面板产能从2.4GW降到1.8GW，削减幅度达25%。不完全统计，或将裁掉1500名员工。
但，尚德终究仍未能挺住。
2013年3月20日，无锡市中级人民法院发布公告称，无锡尚德由于无法归还到期债务，依法裁定破产重整。尚德轰然倒下。虽然对尚德的败走有多重原因的解读，但是“双反”对尚德造成的冲击力和杀伤力巨大。
2013年，榜单上已不见尚德的名字。经过系列“折腾”，2015年至今，尚德间隔性出现在榜单中，只不过不复当年的荣光。
赛维的名字则在2012年的榜单中消失。姗姗来迟的2011年年报显示，赛维2011年共计亏损54.5亿元，其中资产减值损失28.2亿元，投资损失12.5亿元，扣除上述损失后实际经营亏损为13.8亿元。
2012年，赛维净亏损10.5亿美元。此年，赛维为诸多负面信息所围困，彭小峰也在该年卸任赛维LDK首席执行官。
2014年8月30日，赛维发布公告称公司已接受彭小峰辞任公司董事长及董事职位，即时生效。
2015年11月17日，赛维LDK宣布，新余市中级人民法院接受新余市城东建设投资公司及国家电网江西省电力公司赣西供电分公司的重整申请，要求赛维LDK四家子公司——江西赛维LDK高 科技 有限公司、赛维LDK高 科技 (新余)有限公司、江西赛维LDK光伏硅 科技 有限公司及江西赛维LDK太阳能多晶硅有限公司，开始进入破产重整程序。
但不管如何，赛维的精彩为诸多光伏人所牢记。
2012年，媒体转载Maxim Group发布的研报：中国最大10家太阳能公司累计负债达到了175亿美元。亦有媒体统计，此10家企业包含英利、尚德、天合、晶澳、阿特斯、大全、昱辉阳光、赛维和中电光伏等。
另有相关数据显示：在2008年金融危机过后，面对机遇，更多人参与到光伏行业中来。仅2011年，我国光伏行业的硅棒、硅片、电池片、组件等环节拥有的生产商便由807家增至901家。而到2012年，我国破产和停产的企业超过350家。
在此期间，苗连生、施正荣、高纪凡、瞿晓铧四人齐聚的镜头定格，留下圈内的谈资。
掀起“血雨腥风”的SolarWorld在2011年位居第十位之后，前十榜单再无其踪影。作为德国的公司为何会频频发难，同样存有多种解读。
昱辉、天合、阿特斯的起落
欧美“双反”倒逼出了更强的中国光伏企业，随之国内光伏市场在系列积极政策的推动下开始发展。
2013年，被誉为光伏行业的“政策年”，据不完全统计，光伏相关的“大”政策就达到十余项。最具代表性的则是2013年7月4日颁布的《国务院关于促进光伏产业 健康 发展的若干意见》。
《意见》进一步细化了“国六条”。并且指出2013年至2015年，年均新增光伏发电装机容量1000万千瓦左右，到2015年总装机容量达到3500万千瓦以上。2012年发布的《太阳能发电十二五规划》中，2015年光伏装机目标为2100万千瓦以上。
此外，《意见》首次明确电价和补贴机制以及光伏准入门槛。
随后，各部门的匹配政策及相关细则陆续出台，国内光伏行业发展的大环境形成。与之伴随的还有“双反”阶段性的收场。
经过2013年的酝酿，2014年，中国的光伏产业进入了快速发展期。
2014年，我国光伏累计并网装机容量28.05GW，同比增长60%，其中，光伏电站23.38GW，分布式4.67GW。全国新增并网10.6GW（新增光伏电站855万千瓦、分布式205万千瓦），约占全球新增容量的四分之一，所用组件占我国组件产量的三分之一，实现了《意见》中提出的年均增长1000万千瓦目标；
天合的崛起并不突然，在2013年已经位居榜单次席。高纪凡能够出现在四巨头齐聚的局中，已经证明了天合的实力。天合也在此年将英利“推”下了王座。
据天合光能自身披露的数据显示，2014年，天合光能出货量为3.66GW，较2013年同期提高41.9%。全年净收入总计22.9亿美元，较2013年提高28.8%；毛利润3.856亿美元，较2013年提高76.7%；毛利润率为16.9%，较2013年提升4.6%。
其中，天合光能2014年Q4组件出货量近1.1GW，包括1.07GW对外发货量以及用于自身下游发电项目28.3MW的发货量，创造了新的记录。第四季度净收入为7.05亿美元，环比提高14.3%。
彼时天合预计：2015年Q1组件发货量为840MW-870MW，其中用于自身下游电站项目的组件量为60MW-70MW。2015年全年组件发货量目标为4.4GW-4.6GW，比提高20%-26%。此外，将在全球并网700MW-750MW项目，其中包括中国30%-40%分布式项目。
天合光能2015年年报成绩着实亮眼的。天合光能全年总出货量为5.74GW，同比增长56.8%。净营收30亿美元，同比增长32.8%。
同时，天合提预计2016年光伏组件出货量在6.3GW至6.55GW，其中下游项目供货量预计为450MW至550MW。
天合的登顶几乎是伴随着英利势弱而来的。阿特斯紧随其后，在2015年登上了榜单的第二位。当年出货量4.71GW，与天合有着1GW的差距。但在此年也是阿特斯最接近榜首的位置的一年。
对于阿特斯的“不思进取”，坊间很多声音认为瞿晓铧的性格决定了阿特斯的定位。瞿晓铧是一个性格稳健的人，做光伏可算作科班出身。业内人士评价：阿特斯是业内财务状况较为稳健的几家之一。也有着“如果最后仅剩几家光伏企业，其中一定会有阿特斯”的说法。
在2014年，有媒体报道阿特斯或将取代天合的榜首位置，但是最终并未成型。后伴随着晶科、晶澳，乃至隆基在组件方面的崛起，阿特斯排名进一步下滑。至今，阿特斯组件出货量连续三年位居榜单第五位。
2015年，榜单变化明显的还有昱辉阳光下滑到第十位，而协鑫集成则闯入榜单，且高居第七位。
2015年也是昱辉阳光截至现在最后一年在此榜单之上。
昱辉阳光的创始人为李仙寿。李仙寿为光伏业内较为知名“李氏三兄弟”中的大哥，二哥、三弟分别为李仙华、李仙德，李仙德则是在2016年居于榜首晶科的创始人。
2005年，李仙寿和创业伙伴创立昱辉阳光；2008年，纽约证券交易所上市；2009年宣布正式进入电池片、组件生产领域，拥有了由原生多晶硅到光伏应用系统的完整光伏产业链；2011年11月，昱辉阳光一个月整合20家光伏企业成立合资新公司。
2014年，昱辉发布公告称已成为美国商务部对中国出口光伏产品双反调查的制定调查企业，股价应声而落，昱辉还是卷入了“双反”。这或者也为2016年退市警告、2017年太阳能制造业务的剥离埋下了伏笔。
“双反”之伤对昱辉来说虽然并不致命，但对昱辉阳光的业绩影响颇深，在此期间，昱辉的业绩一直处于亏损状态。
2015年，相关数据显示昱辉对外光伏组件出货量为1.6GW，实际收入为12.8亿美元，同比下降18.9%。预计2016年营收将低于2015，约为10亿美元至12亿美元之间，第三方组件出货量也将出现降低。
李仙寿曾表示“从2015年下半年开始，将业务重心由制造业务转移至下游业务开发上来” ，这与后续的昱辉退出太阳能制造业的行动相呼应。退出举动被看做昱辉的“断腕自救”。
2016年，昱辉由于股价每股低于1美元而收到纽交所退市警告。此种状况也仅是昱辉当时境况的一点。此年，昱辉跌出了榜单。
2017年6月14日，昱辉发出公告称，李仙寿宣布收购该公司的制造业(包括多晶硅、太阳能晶片和太阳能组件制造)和LED分销业务，并承担该公司相关的债务。至此，以太阳能制造业兴起的昱辉“英雄谢幕”。
京瓷、夏普也是双双跌于2015年的榜单之外。2015年，2015财年全年，日本组件总发货为7.96GW，为2014年的81%，更是远远低于2013的水平。
晶科、隆基、东方日升的崛起
2016年，昱辉跌出榜单，晶科却登上榜首，兄弟二人的公司状况迥异。而在晶科建立之初，其目的主要是以期帮助李仙寿昱辉更好地发展。世事变化。
从2016年起，晶科开始了自己的“王者”征途。2016-2019，晶科连续四年蝉联首位。
2016年，据相关机构统计，晶科出货量在6.6-6.7GW，天合出货量在6.3-6.55GW。与晶科相差不大。
天合在2014、2015占据榜首之后，2016年以微弱劣势“输给”晶科，坊间认为此时的天合并非没有与晶科一战的实力，而是高纪凡的主动“退位”。
高纪凡在相关场合曾经说过，天合目标是全球最领先的组件供应商，一流的系统集成商，智慧能源领域的开拓者。由此来看，天合还是志在综合。
“有时候人为了保持第一，会做很多愚蠢的事情。”“做老大的不易来自于两个方面：引领者走在前面，有风雨来的时候你总是第一个被刮到；第二个，领先者有很多的酸甜苦辣。比如技术领先了，后面的人盯着你。中国的知识产权保护不行，你可能花了一个亿去开发一个新的产品，人家花几百万挖一个人就把你这个东西拿走了。”
高纪凡此几次表达，成为支持“让贤”这一说法的支撑。各种原因到底如何，除了当事人恐怕没有人能够给予确切答案，所以答案现在依旧算是一个“谜”了。
晶科登上榜首，同样并不奇怪。
在此十年中，晶科一直居于榜单之中，而且呈现上升的趋势。在登顶的前五年，晶科排名分别为第八位、第七位、第五位、第五位、第三位。
在2017、2018、2019三年，晶科组件出货量分别为9.7GW、11.6GW、14.3GW。此三年的第二位分别为天合、晶澳、晶澳。两者三年的出货量分别为9.1GW、8.1GW、10GW， 7.5GW、8.8GW、10.26GW。
在2018、2019两年，晶澳占据次席，天合位居第三位。
在此四年中，晶科都以较大的优势领先着第二位，后者并未对晶科形成足够的威胁。从2018年开始，中国的组件行业也正式进入了“晶晶”局面。两者的地位彼时看来并没有企业可以动摇。
恰在晶科登顶的第一年，隆基乐叶闯进了榜单，位列第九位。恐怕此时，没有更多的人可以想到，这个企业在几年后在中国光伏行业占据了如此重要的地位，并且从晶科手中抢走了王冠。晶科五连冠未能实现。对于晶科与隆基的关系，同样坊间说法颇多。一相关工作人员曾玩笑表示到——恨死你，却干不掉你。
2014年10月，隆基以近4610万的价格收购了浙江乐叶光伏 科技 有限公司85%的股份。浙江乐叶主要从事晶体硅太阳能电池、组件的研发、制造和销售。在被隆基收购之时组件产能超过200MW。随后，隆基对乐叶进行了整合注册。2015年1月28日，隆基投资5亿元在西安成立乐叶光伏 科技 有限公司。至此，隆基正式切入组件环节。
也就是说，仅仅正式切入组件环节两年，隆基便进入了前十榜单，发展速度之快可见一斑。2016年，隆基组件销售额达57亿。
隆基2016年财报显示：隆基营收115.31亿，同比提升93.89%；全年净利15.47亿，同比提升197.36%；基本每股收益0.86元，同比提升177.42%；扣非后加权平均净资产收益率为21.15%，同比增加9.18%；综合毛利率27.48%，同比提高7.11%。
2016-2019年，隆基的组件出货量分别为2.34GW、4.4GW、7.2GW、8.4GW。2020组件出货量，据相关媒体统计为22.7GW，晶科出货量则为19GW。至此，隆基将晶科挤下了王座。
纵观隆基近两年，发展速度迅猛。2019年8月28日，市值超1000亿；2020年7月24日，市值超2000亿；2020年10月9日，市值超3000亿；2021年1月5日，市值超4000亿。高瓴资本的进入，显示资本市场对隆基的看好。5000亿市值并非不可及。
2019年4月，隆基发布（2019-2021）产品产能规划，计划单晶硅棒/硅片产能2019年底36GW，2020年底50GW，2021年底65GW；单晶电池片产能2019年底10GW，2020年底15GW，2021年底20GW；单晶组件产能2019年底16GW，2020年底25GW，2021年底30GW。
从2019年开始，隆基进入了快速扩张阶段，尤其2020年，隆基更是屡屡与国企、央企达成合作，其他企业之间也是合作不断。据世纪新能源网不完全统计，在2020年，隆基涉及的扩产项目总容量超77GW，总投超269亿元。
晶澳2018、2019两年位居次席，2020年随着隆基的登顶，其下降一位，名列第三。
纵观晶澳，其在业内垂直一体化的发展程度上较为领先，产业链覆盖硅片、电池、组件及光伏电站等多个领域。所以即使在行业较为“凄惨”的2018年，晶澳也表现较为稳健。
2019年晶澳借壳成功归A后，受益于资本市场，晶澳更是发展迅速。在2020年动作屡屡，世纪新能源网粗略统计，晶澳扩产的项目达16个，总容量超151.6GW，总投超415.5亿元。
晶澳2020年三季度报显示：前三季度营收166.9亿元，同比增长23.51%；净利润12.91亿元，同比增长85.29%。第三季度净利润为5.9亿元，同比增长95.12%。业内较为看好晶澳2020年的业绩。
随着平价时代的迫近，降本增效成为摆在各家企业面前的重要的课题。
2019年，中环推出了“夸父”210mm硅片，从而带动着大尺寸组件的发展。2020年M10联盟成立。
东方日升跨入榜单是在2017年，截至2019年，组件出货量分别为2.8GW、5.07GW、7.3GW。名列榜单的第十位、第七位、第七位。同时据相关统计显示， 2020年东方日升依旧位居第七位。
随着2020年业绩预告的披露，东方日升的业绩“变脸”对其影响颇深，但其在人才、技术、市场等方面并未遭到更大冲击，再匹以相对稳健的发展思路，业内依旧看好其2021年。
虽然多企陆续布局210组件市场，但是凭借多方面的东方日升理论上也拥有着较好的发展空间。
正泰在2020年闯入排行榜第八位。其在2019年已经有出色的表现，并以3.73GW的出货量位居我国组件出货量的第七位，前六位分别为晶科、晶澳、天合、阿特斯、隆基。
随着国内光伏企业的快速发展和国外组件企业的式微，正泰进入榜单也就不奇怪了。从2018年开始，尚德重新登上榜单，虽然排名不高，但依旧展现出较强的实力。
根据当前数据，2020年前十榜单中，中国企业占据八席，实力雄厚。
十年，组件市场虽有变化，但是强者恒强依旧是主基调。随着2021年的起始，光伏利好信息频出，未来，中国组件企业十席能够占据几席，隆基是否王冠依旧，日升能否业绩翻脸，天合又将演绎出怎样的精彩……这些都将是精彩的看点。
欲戴王冠，必承其重。2021年的王座将会属于谁？
是谁发明了太阳能?
第一代、第二代光伏发电技术都是用半导体技术。
第一代指的是晶体硅光伏发电，分为单晶硅和多晶硅，用得非常普遍，我们国家在这个市场占有很大份额。
第二代指的是品种繁多的薄膜电池，优点是材料用量少，最大的缺点是光电转化率只有晶体硅的一半。主要品种有：非晶、纳米晶、微晶等硅薄膜;铜铟镓硒组成的薄膜;碲化镉薄膜;铜锌硒硫锡组成的薄膜;新出来的一个品种，是砷化镓薄膜电池。
第三代光伏发电技术，核心是引入了现代光学技术，从半导体技术转向了现代光学技术，核心技术是聚光。根据爱因斯坦的光电定律，发电量和光的强度成正比，聚光可以多发电。关键是要非常均匀地聚光，因为如果不均匀的话，设备会按照最弱的部分来发电。均匀聚光，是近几年发展起来的新技术，叫无光像自适应光学，技术含量非常高。通过这样的聚光，可以大大提高电池的转化率。
太阳能（急需）！！！
太阳能利用历史回顾
据记载,人类利用太阳能已有3000多年的历史.将太阳能作为一种能源和动力加以利用,只有300多年的历史.真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”,“未来能源结构的基础”,则是近来的事.20世纪70年代以来,太阳能科技突飞猛进,太阳能利用日新月异.近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起.该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器.在1615年～1900年之间,世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置.这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光,发动机功率 不大,工质主要是水蒸汽,价格昂贵,实用价值不大,大部分为太阳能爱好者个人研究制造.20世纪的100年间,太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段,下面分别予以介绍.
第一阶段(1900-1920)
在这一阶段,世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置,但采用的聚光方式多样化,且开始采用平板集热器和低沸点工质,装置逐渐扩大,最大输出功率达73.64kW,实用目的比较明确,造价仍然很高.建造 的典型装置有：1901年,在美国加州建成一台太阳能抽水装置,采用截头圆锥聚光器,功率：7.36kW；1902 -1908年,在美国建造了五套双循环太阳能发动机,采用平板集热器和低沸点工质；1913年,在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵,每个长62.5m,宽4m,总采光面积达1250m2.
第二阶段（1920-1945）
在这20多年中,太阳能研究工作处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目大为减少,其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935-1945）有关,而太阳能又不能解决当时对能源的急需,因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落.
第三阶段（1945-1965）
在第二次世界大战结束后的20年中,一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少, 呼吁人们重视这一问题,从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展,并且成立太阳能学术组织,举办学术交流和展览会,再次兴起太阳能研究热潮. 在这一阶段,太阳能研究工作取得一些重大进展,比较突出的有：1955年,以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论,并研制成实用的黑镍等选择性涂层,为高效集热器的发展创造了条件；1954年,美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池,为光伏发电大规模应用奠定了基础.此外,在这一阶段里还有其它一些重要成果,比较突出的有： 1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉.1960年,在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统,制冷能力为5冷吨.1961年,一台带有石英窗的斯特林发动机问世.在这一阶段里,加强了太阳能基础理论和基础材料的研究,取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破.平板集热器有了很大的发展,技术上逐渐成熟.太阳能吸收式空调的研究取得进展,建成一批实验性太阳房.对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究.
第四阶段(1965-1973）
这一阶段,太阳能的研究工作停滞不前,主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段,尚不成熟,并且投资大,效果不理想,难以与常规能源竞争,因而得不到公众、企业和政府的重视和支持.
第五阶段（1973-1980）
自从石油在世界能源结构中担当主角之后,石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素,1973年10月爆发中东战争,石油输出国组织采取石油减产、提价等办法,支持中东人民的斗争,维护本国的利益.其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家,在经济上遭到沉重打击. 于是,西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）.这次“危机”在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变,应加速向未来能源结构过渡.从而使许多国家,尤其是工业发达国家,重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持,在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮.1973年,美国制定了政府级阳光发电计划,太阳能研究经费大幅度增长,并且成立太阳能开发银行,促进太阳能产品的商业化.日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”,其中太阳能的研究开发项目有：太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等.为实施这一计划,日本政府投入了大量人力、物力和财力.70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮,对我国也产生了巨大影响.一些有远见的科技人员,纷纷投身太阳能事业,积极向政府有关部门提建议,出书办刊,介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶 ,在城市研制开发太阳热水器,空间用的太阳电池开始在地面应用……. 1975年,在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”,进一步推动了我国太阳能事业的发展.这次会议之后,太阳能研究和推广工作纳入了我国政府计划,获得了专项经费和物资支持.一些大学和科研院所,纷纷设立太阳能课题组和研究室,有的地方开始筹建太阳能研究所.当时,我国也兴起了开发利用太阳能的热潮. 这一时期,太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期,具有以下特点：
各国加强了太阳能研究工作的计划性,不少国家制定了近期和远期阳光计划.开发利用太阳能成为政府行为,支持力度大大加强.国际间的合作十分活跃,一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作.
研究领域不断扩大,研究工作日益深入,取得一批较大成果,如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等.
各国制定的太阳能发展计划,普遍存在要求过高、过急问题,对实施过程中的困难估计不足,希望在较短的时间内取代矿物能源,实现大规模利用太阳能.例如,美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站,1995年建成一座500万kW空间太阳能电站.事实上,这一计划后来进行了调整,至今空间太阳 能电站还未升空.
太阳热水器、太阳电他等产品开始实现商业化,太阳能产业初步建立,但规模较小,经济效益尚不理想
第六阶段（1980-1992）
70年代兴起的开发利用太阳能热潮,进入80年代后不久开始落潮,逐渐进入低谷.世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费,其中美国最为突出.导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破,提高效率和降低成本的目标没有实现,以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心；核电发展较快,对太阳能的发展起到了一定的抑制作用. 受80年代国际上太阳能低落的影响,我国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱,有人甚至提出：太阳能利用投资大、效果差、贮能难、占地广,认为太阳能是未来能源,主张外国研究成功后我国引进技术.虽然,持这种观点的人是少数,但十分有害,对我国太阳能事业的发展造成不良影响这一阶段,虽然太阳能开发研究经费大幅度削减,但研究工作并未中断,有的项目还进展较大,而且促使 人们认真地去审视以往的计划和制定的目标,调整研究工作重点,争取以较少的投入取得较大的成果.
第七阶段（1992- 至今）
由于大量燃烧矿物能源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁.在这样背景下,1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”,会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》, 《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件,把环境与发展纳入统一的框架,确立了 可持续发展的模式.这次会议之后,世界各国加强了清洁能源技术的开发,将利用太阳能与环境保护结合在 一起,使太阳能利用工作走出低谷,逐渐得到加强.世界环发大会之后,我国政府对环境与发展十分重视,提出10条对策和措施,明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”,制定了《中国21世纪议程》,进一步明确 了太阳能重点发展项目.1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》 （1996- 2010）,明确提出我国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施 .这些文件的制定和实施,对进一步推动我国太阳能事业发挥了重要作用. 1996年,联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”,会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言 》,会上讨论了《世界太阳能10年行动计划》（1996- 2005）,《国际太阳能公约》,《世界太阳能战略规划》等重要文件.这次会议进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心,要求全球共同行动 ,广泛利用太阳能.1992年以后,世界太阳能利用又进入一个发展期,其特点是：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合,全球共同行动,为实现世界太阳能发展战略而努力；太阳能发展目标明确,重点突出,措施得力,有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端,保证太阳能事业的长期发展；在加大太阳能研究开发力度的同时,注意科技成果转化为生产力,发展太阳能产业,加速商业化进程,扩大太阳能利用领域和规模,经济效益逐渐提高；国际太阳能领域的合作空前活跃,规模扩大,效果明显.通过以上回顾可知,在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦,一般每次高潮期后都会出现低潮期,处于低潮的时间大约有45年.太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同,人们对其认识差别大,反复多,发展时间长.这一方面说明太阳能开发难度大,短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应,政治和战争等因素的影响,发展道路比较曲折.尽管如此,从总体来看,20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大.
可以说是： 罗门·德·考克斯
太阳能的开发历史
世界太阳能开发利用现状及我国太阳能产业发展的思考
高 峰
(中国科学院资源环境科学信息中心 兰州 730000)摘要：太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用 的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，其开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源 带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。当前， 太阳能开发利用技术及其推广应用突飞猛进，1997年，全球太阳能电池的销售量增加了40% ，成为全球发展最快的能源。太阳能热水器已形成行业，正以其优良的性能价格比不断地 冲击燃气、电热水器市场；太阳能热电站也已商业化，是大型太阳能电站的希望所在；光电 技术发展更快，表现在光电转换效率的不断提高和光电池制造成本的不断下降以及各种新型 太阳能电池的问世。各国对太阳能的开发利用给予了极大关注，突出表现在各国政府推出的 光伏计划，如德国的“千顶计划”，日本的“朝日七年计划”以及美国的“百万屋顶计划” 等。以色列在其房屋太阳能热水器安装率达80%的情况下，更是明文规定，凡新建房屋必须 配置太阳能热水器。我国太阳能开发利用有其成功之处，但也存在诸多问题和不足。在综合 分析我国太阳能开发利用现状的基础上，对进一步发展我国太阳能产业进行了如下思考：① 重视太阳能 开发利用，迎接太阳能经济时代；②加大投资力度，实施强化的光电发展战略；③加大政策 优惠程度，扶植太阳能热水器行业；④发挥资源优势，转化产业优势。
在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保 严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在 常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温 室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源 的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步 ，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得 到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。?
1 太阳能与化石能源的简要比较
1．1 化石能源带来的问题
(1)能源短缺
由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满 足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能 延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年〔1〕。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。
(2)环境污染
当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。 这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。
(3)温室效应
化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国 际组织已召开多次会议，限制各国CO2等温室气体的排放量。
1．2 阳能资源及其开发利用特点
(1)储量的“无限性”
太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍〔2〕。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。?
(2)存在的普遍性
虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。?
(3)利用的清洁性
太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。
(4)利用的经济性
可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费，有关研究结果表明〔3〕，太阳能热水器已具很强的竞争力。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。
1.3 21世纪后期太阳能将占主导地位
世界各国，尤其发达国家对21世纪的能源问题都特别关注。由于化石能源储量的有限性和利用的污染性，各国专家都看好太阳能等可再生能源，尽管目前太阳能的利用仅在世界能源消 费中占很小的一部分。如果说20世纪是石油世纪的话，那么21世纪则是可再生能源的世纪， 太阳能的世纪。据权威专家估计〔4〕，如果实施强化可再生能源的发展战略，到下世纪中叶，可再生能源可占世界电力市场的3/5，燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中， 太阳能处于突出位置。美国的马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势的研究结果(如图1所示) 表明，太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段，并在2050年左右达到30%的比例，次于核能居第二位，21世纪末太阳能将取代核能居第一位〔5〕。壳牌石油公司经过长期 研究得出结论，下一世纪的主要能源是太阳能；日本经济企划厅和三洋公司合作研究后则更 乐观地估计，到2030年，世界电力生产的一半将依靠太阳能〔2〕。正如世界观察研 究所的一期报告所指出：正在兴起的“太阳经济”将成为未来全球能源的主流。其最新一期 报告则指出，1997年全球太阳电池的销售量增长了40%，已成为全球发展最快的能源①①。
2太阳能开发利用技术及其产业化的现状与发展趋势?
人类利用太阳能已有几千年的历史，但发展一直很缓慢，现代意义上的开发利用只是近半个 世纪的事情。1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，从此揭开了太阳能开发 利用的新篇章。之后，太阳能开发利用技术发展很快，特别是70年代爆发的世界性的石油危 机有力地促进了太阳能开发利用。经过近半个世纪的努力，太阳能光热利用技术及其产业异 军突起，成为能源工业的一支生力军。迄今为止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归 结为太阳能热利用和光利用两个方面。太阳能利用的具体形式和用途如图2所示〔2〕。?
图2太阳能利用系统
2.1太阳能热利用及其产业发展?
根据可持续发展战略，太阳能热利用在替代高含碳燃料的能源生产和终端利用中大有用武之 地。从图2可以看出，太阳能热利用具有广阔的应用领域，可归纳为太阳能热发电(能源产出 )和建筑用能(终端直接用能)，包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形 成产业的当属太阳能热水器和太阳能热发电。?
2.1.1 太阳能热水器?
在世界范围内，太阳能热水器技术已很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断地冲击 电热水器市场和燃气热水器市场。国外的太阳能热水器发展很早，但80年代的石油降价，加 之取消对新能源减免税优惠的政策导向，使工业发达国家太阳能热水器总销售量徘徊在几十万平方米。据报道，1992年国外太阳能热水器总量为45万m2，其中日本为20万m2，美国 为12万m2，欧洲为8万m2，其他国家为5万m2。世界环境发展大会之后，许多国家又开 始重视太阳能热水器在节约常规能源和减少排放CO2方面的潜力，仅据美国加州首府萨克 门托市的计划，到2000年太阳能热水器将取代该州47000套家用电热水器；到2000年日本太 阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器 。目前，我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。1992年销售量为50万m2 ，为世界其他各国销售量之和；1995年销售量翻番，达100万m2。据初步统计，1997年我 国太阳能热水器销售量300万m2，目前，我国从事太阳能热水器研制、生产、销售和安装 的企业达到1000余家，年产值20亿元，从业人数1.5万人能源工程，1999 ，(1)：59。但从房屋的热水器安装率来说，以色列已达80%，日本为11%，台 湾达2.7%.〔6〕.，我国在千分之几左右，其太阳能热水器的推广应用潜力仍很大。国 际上，太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展，目前其产品的发 展方向仍注重提高集热器的效率，如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层， 以减少热量损失；聚脂薄膜的透明蜂窝已在德国和以色列批量生产。.
随着世界范围内的环境意识和节能意识的普遍提高，太阳能热水器必将逐步替代电热水器和 燃气热水器。虽然太阳能热水器目前仍存在市场价格高、受季节和天气影响的不利因素，但 太阳能热水器具有不耗能、安全性、无污染性等优势，而且随着技术的发展其经济性也逐渐 显露出来。表1为三种热水器的经济指标比较结果.〔3〕.，从中可以看出，太阳能热水 器在经济上已具有较强的竞争力。?
表1三种热水器经济指标对比
项目品种寿命(年)
使用天数 (天)
购置费用?(元)
运行费用?(元)
总投资?(元)
备 注
太阳能热水器
10～15
300*2300
250
2550
均以日
产水量电热水器
5～8
300
1000
4500
550080kg
水温40燃气热水器
6
300
5003
700420
0～60℃计算
*有关专家认为该数字应为250天左右。?
2.1.2 太阳能热发电技术?
80年代太阳能热利用技术的最大突破是实现了太阳能热发电的商业化。Luz国际公司在美国 南加州自1984年至1991年共建造了9个柱形抛物槽镜分散聚光系统的太阳能热发电站，总功 率为354MW，约占当地电网容量的2%〔7〕。9座电站中最大的容量为80MW，约有900条 聚光槽组成。由于美国政府和州政府先后在1991年取消对太阳能电站的投资减免税优惠政策 ，迫使第10号电站停建，公司宣告破产。另一颇具实力的Solel公司也在致力于太阳能热发 电，它于1992年接收了破产的Luz公司的技术，将开发市场瞄向澳大利亚、以色列和北美洲 。Solel公司自称具有建造300MW大型太阳能热发电站的能力。该公司已开始在澳大利亚建造 一座70MW的槽型太阳能热发电装置，并计划在以色列建一座200MW的电站，同时正在洽谈在 北美洲和另两洲建三座电站，每座200～300MW。Solel公司在澳大利亚的另一目标是2000年 的悉尼奥运会，它和米尔斯公司将合建一个太阳能热发电的联合体，为奥运村旅馆和运动会 主会场提供10MW的电力〔7〕。希腊政府1997年开始实施一项500MW的太阳能热发电 项目，计划于2003年完工，届时将是世界上最大的太阳能电站。此外，它的阿莫科石油公司 将在印度沙漠地区建造一座更大的太阳能热电站沙特阿拉伯《中东报》，1997年12 月1日报道。?
目前，太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是：①30～80MW线聚焦抛物面槽式太 阳热发电技术(简称抛物面槽式)；②30～200MW点聚焦中央接收式太阳热发电技术(简称塔式 )；③7.5～25kW的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。在上述三种技 术中，抛物面槽式领先一步，美国加州的9座太阳热发电站可以代表槽式热发电技术的发展 现状。塔式太阳热发电技术也是集中供电的一种适用技术，目前只有美国巴斯托建的一座叫 “SolarⅡ”的电站，功率为43MW，该电站成功运行两年后，两家美国电力公司计划建两座1 00MW的电站〔8〕。为了提高塔式电站的效率，有人提出了一种新想法〔8〕， 把带有太阳能塔的定日镜阵列附加到先进联合循环电站上作为燃料节省装置，采用甲烷重整 工艺，以太阳能提高天然气等级。抛物面盘式太阳热发电技术很适合于分散式发电，可以在 偏远地区用作独立系统。作为太阳能供电的一种方式，太阳热发电技术在经济上是可行的， 而且有较大的市场潜力。在美国加州的太阳热发电站建造过程中，由于技术进步及容量的增 大，电站的装机造价和发电成本显著下降，1984年Ⅰ号电站(14MW)造价为5979美元/kW，发 电成本26.5美分/kWh；到1990年的Ⅷ号电站(80MW)，造价降至3011美元/kW，发电成本降到 8.9美分/kWh.〔9〕.。因此，抛物面槽式在太阳能丰富的地区，经济上已能与燃油的 火力电站竞争。我国西南电力设计院曾对西藏地区以引进Luz公司太阳能热电站进行估算， 如果考虑设备的折旧和还贷，太阳能热电站和火力发电站的发电成本均为1.1元/kWh，如果 不考虑设备折旧，仅计入运行和维护费用，则太阳能电站的发电成本为0.1元/kWh，而火力 发电站的成本为0.8元/kWh.〔9〕.。有人估算过13种太阳热电站在不同日照射条件下 的发电成本.〔8〕.，结果表明，随着年产电量的增加，主要是随着机组容量的增大、 日射强度的增高、部件和系统的进一步改进，发电成本显著下降。进而对地中海国家的太阳 能热发电应用进行过可行性研究，认为太阳能的热利用在这一地区具有特殊重 要性，具有巨大的市场潜力。一方面，地中海国家技术水平高、资金雄厚，且有很好的太阳 热发电示范和早期商业化基础；另一方面，未来几十年里，地中海国家能源需求量大，每年 要新增5～6GW，加之该地区太阳能资源丰富，年辐射强度大于1700kWh/m\+2的面积达到700 万km\+2，太阳热可发电容量达1200GW，是目前全球电力需求的4倍。所有这一切形成了地中 海地区广阔的太阳能热发电市场。? 2?2太阳能光电技术及其产业?
2.2.1太阳能光电已成为全球发展最快的能源?
50年代第一块实用的硅太阳电池的问世，揭开了光电技术的序幕，也揭开了人类利用太阳能 的新篇章。自60年代太阳电池进入空间、70年代进入地面应用以来，太阳能光电技术发展迅 猛。世界观察研究所在其最近一期研究报告中指出，利用太阳能获取电力已成为全球发展最 快的能量补给方式。报告说，1990年以来，全球太阳能光伏发电装置的市场销售量以年平均 16%的幅度递增，目前总发电能力已达800MW，相当于20万个美国家庭的年耗电量太阳能，1998，(4)：22。?
2.2.2提高转换效率、降低成本是光电技术发展的关键?
当前影响光电池大规模应用的主要障碍是它的制造成本太高。在众多发电技术中，太阳能光 电仍是花费最高的一种形式，因此，发展阳光发电技术的主要目标是通过改进现有的制造工 艺，设计新的电池结构，开发新颖电池材料等方式降低制造成本，提高光电转换效率。近年 来，光伏工业呈现稳定发展的趋势，发展的特点是：产量增加，转换效率提高，成本降低， 应用领域不断扩大。目前，世界太阳电池年产量已超过150MW，是1944年产量的两倍还多， 如表2所示。单晶硅太阳电池的平均效率为15%，澳大利亚新南威尔士大学的实验室效率已 达24.4%；多晶硅太阳电池效率也达14%，实验室最大效率为19.8%；非晶硅太阳电池的稳 定效率，单结6～9%，实验室最高效率为12%，多结电池为8～10%，实验室最高效率为11.83 %.〔10〕.。表3?〔11〕?为有关研究人员所做的太阳能电池组件的效率预测。由于 生产规模的扩大，生产工艺的改进，晶体硅太阳电池组件的制造成本已降至3～3?5美元/W ?p，售价也相应降到4~5美元/W?p；非晶硅太阳能电池单结售价3~4美元，多结售价为4～5 美元/W?p?〔10〕?。与十年前相比，太阳光电池价格普遍降低了20%。最近，瑞士联邦 工学院M·格雷策尔研制出一种二氧化钛太阳能电池，其光电转换率高达33%，并成功地采用 了一种无定形有机材料代替电解液，从而使它的成本比一块差不多大的玻璃贵不了多少，使 用起来也更加简便?〔12〕?。可以预料，随着技术的进步和市场的拓展，光电池成本及 售价将会大幅下降。表4?〔13〕?为地面用光伏组件成本/价格的预测结果，表5为美国 国家可再生能源实验室对太阳电池成本与市场的关系所做的估计?〔14〕?。对比表4， 表5，可以看出，2010年以后，由于太阳能电池成本的下降，可望使光伏技术进入大规模发 展时期。?
表2世界光电组件的产量及年增长率
年份1989199019911992199319941995199619971998
年产量(MW)42.047.054.058.261.070.781.090.612 2150年增长率(%)12%15%8%5%16%15%12%35%23%?
表4地面用太阳能电池组件成本/价格预测(美元)
电池种类1990199520002010
单晶硅3.25/5.402.40/4.001.50/2.501.20/2.00
多晶硅3.00/5.002.25/3.751.50/2.501.20/2.00
聚光电池3.00/5.002.00/3.301.20/2.001.00/1.67
非晶硅3.00/5.002.00/3.331.20/2.000.75/1.25
薄膜硅2.00/3.331.20/2.000.75/1.25
CIS2.00/3.331.20/2.000.75/1.25
CdTe1.50/2.501.20/2.000.75/1.25?
表5太阳能电池成本与市场的关系
太阳能电池成本?(美元/峰瓦)可进入的市场
＞6少量应用2～5通信、边远地区
1～2城市屋顶系统＜1大规模发电
表3商品化光伏直流组件效率预测(%)
电池技术199019952000 2010
单晶硅12151822
浇铸多晶硅11141620
带状硅12141721
聚光器(光电池)17202530
非晶硅(包括叠层电池)5～67～91014
CuInSe\-2-8～101214
CdTe-8～101214
低成本基片硅薄膜-8～101215
球粒电池-101214\= 2?2?3光伏新技术发展日新月异?
近年来，围绕光电池材料、转换效率和稳定性等问题，光伏技术发展迅速，日新月异。晶体 硅太阳能电池的研究重点是高效率单晶硅电池和低成本多晶硅电池。限制单晶硅太阳电池转 换效率的主要技术障碍有：①电池表面栅线遮光影响；②表面光反射损失；③光传导损失； ④内部复合损失；⑤表面复合损失。针对这些问题，近年来开发了许多新技术，主要有：① 单双层减反射膜；②激光刻槽埋藏栅线技术；③绒面技术；④背点接触电极克服表面栅线遮 光问题；⑤高效背反射器技术；⑥光吸收技术。随着这些新技术的应用，发明了不少新的电 池种类，极大地提高了太阳能电池的转换效率，如澳大利亚新南威尔士大学的格林教授采用 激光刻槽埋藏栅线等新技术将高纯化晶体硅太阳能电池的转换效率提高到24.4%，他在1994 年5月表示能用纯度低100倍的硅制成高效光电池，约在10年后采用该类电池的太阳能发电成 本可降至5～8美分/kWh.〔15〕.。光伏技术发展的另一特点是薄膜太阳能电池研究取得 重大进展和各种新型太阳能电池的不断涌现。晶体硅太阳能电池转换效率虽高，但其成本难 以大幅度下降，而薄膜太阳能电池在降低制造成本上有着非常广阔的诱人前景。早在几年 前，澳大利亚科学家利用多层薄膜结构的低质硅材料已使太阳能电池成本骤降80%，为此， 澳大利亚政府投资6400万美元支持这项研究，并希望10年内使该项技术商业化.〔16〕.。?
高效新型太阳能电池技术的发展是降低光电池成本的另一条切实可行的途径，近年来，一些 新型高效电池不断问世。专家推断，只要有一二种取得突破，就会使光电池局面得到极大的 改观。?
(1)硒化铜铟(CuInSe\-2,CIS)薄膜太阳能电池..〔17〕.：1974年CIS电池在美国问世，1 993年美国国家可再生能源实验室使它的本征转换效率达16.7%，由于CIS太阳能电池具有成 本低(膜厚只有单晶硅的1/100)、可通过增大禁带宽度提高转换效率(理论值为单晶30%，多 晶24%)、没有光致衰降、抗放射性能好等优点，各国都在争相研究开发，并积极探索大面积 应用的批量生产技术。?
(2)硅-硅串联结构太阳能电池〔18〕：通过非晶硅与窄禁带材料的层叠，是有效利用 长波太阳光，提高非晶硅太阳能电池转换效率的良好途径。研究表明，把1.3ev和1.7ev光 学禁带度组合起来的薄膜非晶硅与多晶硅串联电池转换效率最高。它具有成本低、耗能少、 工序少、价廉高效等优点。?
(3)用化学束外延(CBE)技术生产的多结Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池〔19〕：Ⅲ-Ⅴ族化 合物(如GaAs,InP)具有较高的光电转换效率，这些材料的多层匹配可将太阳能电池转换效率 提高到35%以上。而这种多层结构很容易用CBE法制作，并能以低于1美元/W?p的成本获得超 高效率。?
(4)大面积光伏纳米电池〔20〕：1991年瑞士M.Grtzel博士领导的研究小组 ，用纳米TiO\-2粉水溶液作涂料，和含有过渡族金属有机物的多种染料及玻璃等材料制作出 微晶颜料敏感太阳能电池，简称纳米电池。计算表明，可制造出转换效率至少为12%的低成 本电池。这种电池为大面积应用于建筑物外表面提供了广阔的前景。?
2.2.4各国的光伏计划雄心勃勃?
随着太阳能光电技术的日趋成熟和商业化发展，太阳能光电技术的推广应用有了长足的进展 。目前，已建成多座兆瓦级光伏电站，最大的是位于美国加州的光伏电站，容量为6.5MW. p，现正在希腊克里特岛建造的一座阳光电站，容量为50MW.p，估计2003年可建成供电，总 投资1775万美元新能源，1997，19(2)：23。而在美国准备建造的另一座电 站规模将达到100MW.p，已与太阳能热发电站容量相匹敌。除此之外，一些国家推出的屋顶 计划将更引人注目，显示了阳光发电的广阔应用前景和强大的生命力。1990年，德国政府率 先推出的“千顶计划”，至1997年已完成近万套屋顶光伏系统，每套容量1～5kW.p，累计 安装量已达33MW.p，远远地超出了当初制定的计划规模。日本政府从1994年开始实施“朝 日七年计划”，计划到2000年安装16.2万套屋顶系统，总容量达185MW.p，1997年又再次 宣布实施“七万屋顶计划”，每套容量扩大到4kW.p，总容量为280MW.p。印度于1997年12 月宣布在2002年前推广150万套太阳能屋顶系统。意大利1998年开始实施“全国太阳能屋顶 计划”，总投入5500亿里拉，总容量达50MW.p。而最雄心勃勃的屋顶计划当属1997年6月美 国总统克林顿宣布实施的美国“百万屋顶计划”，计划从1997年开始至2010年，将在百万个 屋顶上，安装总容量达到3025MW.p的光伏系统，并使发电成本降到6美分/kWh。上述各国屋 顶计划的实施，将有力地促进太阳能光电的应用普及，使太阳能光电进入千家万户。?
与此相呼应，当前世界上实力雄厚的10家光伏公司，虽然目前的生产能力都不大，但都有雄 心勃勃的扩展计划。各公司年产目标为：Kyocera公司和夏普公司60MW，BP太阳能公司50MW ，西门子公司和Solarex公司30MW，壳牌/Pilington公司和ASE公司25MW，Photo wott公司， AP公司和三洋/Solec公司15MW。据美国Spire公司预测，2003年世界光电池的生产能力将达 到350MW，而2010年的光电池组件交易量将达到700～4000MW/年②?。?
光伏技术发展的趋势，近期将以高效晶体硅电池为主，然后逐步过渡到薄膜太阳能电池和各 种新型太阳能光电池的发展。应用上将从屋顶系统突破，逐步过渡到与建筑一体化的大型并 网光伏电站的发展。?
2.3太阳能光电制氢?
70年代科学家发现：在阳光辐照下TiO2之类宽频带间隙半导体，可对水的电解提供所需能 量，并析出O2和H2，从而在太阳能转换领域产生了一门新兴学科--光电化学。随着光 电化学及光伏技术和各种半导体电极试验的发展，使得太阳能制氢成为发展氢能产业的最佳 选择。?
1995年，美国科学家利用光电化学转换中半导体/电介质界面产生的隔栅电压，通过固定两 个光粒子床的方法，来解决水的光催化分离问题取得成功〔22〕。其两个光粒子床概 念的光电化学水分解机制为：?
H2的光反应4H2O+4M°→2H2+4OH-+4M+?
O2的光反应4OH-+M+→O2+2H2O+4M°?
净结果为：2H2O→2H2+O2(其中M为氧化还原介质)?
近来，美国国家可再生能源实验室还推出了一种利用太阳能一次性分解成氢燃料的装置。该 装置的太阳能转换率为12.5%，效率比水的二步电解法提高一倍，制氢成本也只有电解法的 大约1/4〔23〕。日本理工化学研究所以特殊半导体做电极，铂对极，电解质为硝酸 钾，在太阳光照射下制得了氢，光能利用效率为15%左右〔24〕。?
在太阳能制氢产业方面，1990年德国建成一座500kW太阳能制氢示范厂，沙特阿拉伯已建成 发电能力为350kW的太阳能制氢厂〔24〕。印度于1995年推出了一项制氢计划，投资4 800万美元，在每年有300个晴天的塔尔沙漠中建造一座500kW太阳能电站制氢，用光伏-电解 系统制得的氢，以金属氧化物的形式贮存起来，保证运输的安全新能源，17(3)，19 95，19。自90年代以来，德、英、日、美等国已投资积极进行氢能汽车的开发。美 国佛罗里达太阳能中心研究太阳能制氢(SH)已达10年之久，最近用SH作为汽车燃料-压缩天 然气的一种添加剂，使SH在高价值利用方面获得成功〔25〕，为氢燃料汽车的实用化 提供了重要基础。其他，在对重量十分敏感的航天、航空领域以及氢燃料电池和日常生活中 “贮氢水箱”的应用等方面氢能都将获得特别青睐。?
由于氢是一种高效率的含能体能源，它具有重量最轻、热值高、“爆发力”强、来源广、品 质纯净、贮存便捷等许多优点
据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近年的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。 第五阶段（1973~1980年），自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护该国的利益。其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。于是，西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）。这次“危机”在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。
70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对中国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶，在城市研制开发太阳能热水器，空间用的太阳电池开始在地面应用……。1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了中国太阳能事业的发展。这次会议之后，太阳能研究和推广工作纳入了中国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，中国也兴起了开发利用太阳能的热潮。这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期，具有以下特点：
各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近 期和远 期阳光计划。开发利用太阳能成为政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作。
研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。
各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万kW空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳能电站还未升空。
太阳热水器、太阳电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想。这主要受制于技术运用及科研水平。 第七阶段（1992年~至今），由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》， 《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件，把环境与发展纳入统一的框架，确立了 可持续发展的模式。这次会议之后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在 一起，使太阳能利用工作走出低谷，逐渐得到加强。世界环发大会之后，中国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，制定了《中国21世纪议程》，进一步明确 了太阳能重点发展项目。
1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》 在（1996 ~ 2010年）制出，明确提出中国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施。这些文件的制定和实施，对进一步推动中国太阳能事业发挥了重要作用。1996年，联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言 》，会上讨论了《世界太阳能10年行动计划》（1996 ~ 2005年），《国际太阳能公约》，《世界太阳能战略规划》等重要文件。这次会议进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动 ，广泛利用太阳能。
1992年以后，世界太阳能利用又进入一个发展期，其特点是：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力；太阳能发展目标明确，重点突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端，保证太阳能事业的长期发展；在加大太阳能研究开发力度的同时，注意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济效益逐渐提高；国际太阳能领域的合作空前活跃，规模扩大，效果明显。通过以上回顾可知，在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后都会出现低潮期，处于低潮的时间大约有45年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都快。爱迪太阳能如今是人们生活中不可缺少的一部分。 全世界光伏板并网，贮能难的问题就有改善。
开发经济问题
第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。
第二，中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76%，已成为中国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。
