（九州能源有限公司）
摘要：化石能源资源日益枯竭，排放污染日益严重，通过可再生能源对化石能源进行替代是全世界普遍共识。太阳能作为一种取之不尽的资源，对于全球来说都具备巨大的开发价值，那么如何利用较为高效的技术进行开发使用，则是人类不断研究的问题。因此，光伏技术研究和探索一直受到人们的重视，无论是在其材料的使用上，还是在电能的利用上都有不断的创新科技，相信在未来的发展中，太阳能光伏发电技术将会得到更加广泛的使用。关键词：太阳能光伏发电技术；应用现状：发展趋势
一、光伏发电原理
太阳能光伏发电是太阳能开发利用的一种形式，早在1839年，就有科学家提出光生伏打效应，但是直到1954年世界上才出现了第一个实用单晶硅光伏电池，从此光伏电池才得到了广泛的关注，在研发过程中不断降低生产成本，从而促进光伏产业不断发展。太阳能光伏发电技术是将太阳的辐射能转化为电能的一种技术。
PN两侧多数载流子经过扩散，产生了空间电荷区W，随着形成了电场Ei。对于多数载流子和少数载流子来说都有不同的作用，即排斥多数载流子而吸引少数载流子，从而造成少数载流子数量较少，无法形成电流来进行电能的使用。然而，当太阳光子对光伏电池产生作用时，就会使得少数载流子被牵引到自建电场内，从而能够使得内部产生电流，输出电能。
二、我国发展太阳能光伏发电的必要性
我国是能源消费大国，2018年，全国全口径发电量69947亿千瓦时，比上年同比增长8.4%。其中，煤电发电量44829亿千瓦时，占全部发电量64%，比重还相对较大。因此，我国能源供给中有较大的能源是依靠煤炭、石油等传统化石能源获取的，能源结构相对发达国家而言较为偏重。根据《能源发展“十三五”规划》，到2020年我国非化石能源消费比重提高到15%以上，因此可再生能源在未来一定时期内还有较大的发展空间。
光伏作为可再生能源利用中的一种形式，是目前较为成熟、且得到大规模应用的技术之一。光伏与化石能源有所不同，其在发电过程中几乎不产生的温室气体和污染排放，对周边的环境极其友好。并且太阳能电池板可以持续使用到25年左右，系统部分材料也可以回收使用，进一步减少了光伏能源的投入。如果能够重视光伏技术的发展，那么环节气候变化的问题便能够很好的得到解决。
三、太阳能光伏发电技术的应用现状
3.1国外对太阳能光伏发电技术的应用
自光伏发电技术的研究以来，已经有了100多年的历史，发展到现今已经有了很多种类的太阳能电池，并且也逐渐产生了一定的市场规模，根据统计，2018年全球光伏新增装机104吉瓦，与2017年新增装机容量相当。美国是光伏发电技术最先进的国家之一，2018年新增光伏装机容量为11.36GW，总安装容量达到64.66.GW，容量位居世界第二。欧盟是最早大规模应用光伏发电技术的地区。据欧洲太阳能协会统计，2018年欧盟新增光伏装机8GW，同比增长36%。专家预测，未来5年欧盟市场还会呈现增长趋势，市场规模将达到10GW以上。
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3.2我国对太阳能光伏发电技术的应用
在地理位置上看，我国具有极为丰富的太阳能资源，并且我国大多数地区的年辐射量也超过5020MJ/m2，特别是在西北地区，年辐射量更高。我国对太阳能光伏发电的关注相对来说也较早。我国光伏发电技术研究始于1958年，首次成功使用太阳能电池是在1971年“东方红二号”卫星上。太阳能电池在地面上的应用是在20世纪70年代，当时的研究缓慢、技术水平也有很大的限制，并且在生产上也得不到很大规模的发展。之后经过长时间的研发和熟练，在2002年政府采取了对太阳能的使用措施，即实施“送电到乡”工程，在得到了一些成果后大力进行相关开发，推动了我国太阳能光伏发电技术的应用。根据国家能源局统计，到2018年底，我国光伏发电累计的装机容量已经达到174吉瓦，当年新增装机容量44吉瓦，新增和累计装机容量均为全球第一。其中，集中式光伏电站累计装机容量123.84吉瓦，分布式累计装机容量50.61吉瓦。全年发电量1775亿千瓦时，占我国全年总发电量的2.5%。
四、太阳能光伏发电技术发展趋势
4.1材料技术方面
光电转换效率的材料在光伏发电技术中存在很大的作用，在制造光伏板的过程中，主要有单晶硅电池板、多晶硅电池板和薄膜电池板等。理论上来说，光电转换效率在阳光集中照射的前提下为63.2%，要达到这种目标就要采用理想中的材料，所以在实际中并不能真正的达到。在这个问题上，德国制造太阳能电池的研究方法为将稀土金属元素铒（Er）放入单晶硅中，从而观察在转换效率中的作用。在将电池表面织构化时采用的技术为光刻照相技术，设置为金字塔形状。德国通过此类研究将电池的转换率提升为23%以上。
4.2光伏电站类型
我国的光伏发电系统大部分是地面光伏，其虽然有规模大、建设方便等优点，但同时也占据了大量的农林用地，对于我国这样一个人均耕地、人均林地并不富余的国家来说，地面光伏的大规模发展难以持续。于是农光互补、林光互补、渔光互补发电系统等应用模式应运而生，在不影响农业、林业和渔业生产的同时，充分利用空间资源进行太阳能发电生产。国家又进一步提出分布式光伏发展的概念，尤其以屋顶光伏为主，充分利用了闲置屋顶面积，又能为区域内企业提供电力。光伏电站还作为国家实现脱贫的一种手段，在全国推广，分别有户用光伏、村级光伏和地面光伏电站。但是伴随着光伏应用大幅度提升的同时，地区分布不合理的问题也凸显出来。如受到地区电网建设的制约，西部地区的很多光伏电站所发电力不能够被输送出来加以利用，弃光限电现象日益严重。因此，在未来的发展中，电源电网协调发展，是急需解决的问题。
结束语：
随着时代的发展，传统的燃料能源在不断的减少，并且其产生的废弃物会严重的污染环境以及人类的健康。随着时间的前进，传统的能源已经不能够满足人类的需求，所以，研究以及开发可再生资源已成为必然趋势。在众多的可再生资源中太阳能可谓取之不尽用之不竭，又天然无公害，因而得到了研究人员的广泛关注以及深入研究。
参考文献：
[1]邓永星.太阳能光伏发电系统在公共建筑中的应用探讨 2016
[2]崔鹏飞.太阳能光伏发电系统的组成 2017
[3]中国新能源发电分析报告 2019
[4]国家能源局2018年光伏发电统计信息
论文作者:谢锐龙
论文发表刊物:《河南电力》2019年7期
论文发表时间:2020/1/3
标签：光伏论文; 太阳能论文; 载流子论文; 技术论文; 能源论文; 我国论文; 装机容量论文; 《河南电力》2019年7期论文;