太阳能与中国光伏产业

夏兵

20世纪70年代能源危机爆发和战争等因素，使得许多工业发达国家，加强了对太阳能及其他可再生能源技术发展的支持，世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。自从1954年美国贝尔实验室的“恰宾”和“皮尔松”等研制出了世界上第一个多晶硅太阳能电池，到1969年世界上第一座太阳能发电站在法国建成，标志着太阳能利用进入一个崭新的阶段。

一、太阳能电池发电原理

太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件，光伏发电利用太阳光短波部分激发电子跃迁产生电势并直接输出产生电流的过程，如下图所示。

二、利用太阳能的优势

不论是海洋、陆地、高山、平原、沙漠以及太空等，都有光辐射能，这为光伏发电提供有力条件。据测算太阳辐射能到达地球上的太阳能辐射能大约1.7×1012kW，相当于全球一年内消耗总量的3.5万倍。此外太阳能发电有：无能耗、无机械磨损、无有毒物质的排放等优势。如图为德国普通住宅屋顶太阳能装置。

三、目前发展概况

太阳能光伏发电技术的利用主要集中在欧洲，占世界安装总量的81% ，德国在2003年达到7.4GW ，占世界安装总量的44.4% ，是目前全球最大的太阳能发电市场。在2001～2008年间全球光伏发电进入快速发展时期，新增容量年均增速达50.2%。

四、我国在这方面的成就

受太阳能发电需要的猛烈增长，我国在2007年一跃成为世界第一大太阳能电池生产大国。掀起了光伏企业生产、研发的热潮，带动了我国光伏产业的发展。像施耐德电气就率先研发出对高海拔电站的建设起着关键性作用的设备。

鉴于光伏发电成本仍远高于常规电力，造成了我国光伏产业没有得到长足的发展。例如，一座别墅屋顶上装上一个每年可以发电3 000度的“太阳能发电厂” ，要花费15万～20万元。

中国的荒漠太阳能辐射面积约108万kW2，1kW2面积可安装100MW光伏阵列，每年可发电1.5亿度；如果开发利用1%的荒漠，就可以发出相当于中国2003年全年的耗电量。可见，太阳能产业在我国具有广阔的发展前景。

人教版物理九年级全一册第二十二章《能源与可持续性发展》课外阅读延伸