导读：回顾人类能源消费的历史，大约经过了木／水／风—煤一石油3大阶段，现在正向利用太阳能源迈进。 太阳能电池发明于50年前，经历了曲折的发展过程，大约可分为3个时期：(1)黎明期(上世纪50年代一80年代)转换效率低下，价格昂贵，主要用作卫星、灯塔和

回顾人类能源消费的历史，大约经过了木／水／风—煤一石油3大阶段，现在正向利用太阳能源迈进。

太阳能电池发明于50年前，经历了曲折的发展过程，大约可分为3个时期：(1)黎明期(上世纪50年代一80年代)转换效率低下，价格昂贵，主要用作卫星、灯塔和电子计算器等的电源；(2)成长期(1990—2000年)一效率提高，应用进入家庭和大楼；(3)扩大期(2000年一现在)太阳能电池向全球扩展。

太阳能电池利用半导体的光电效应，称为量子效应，是一种具有半永久性的发电现象。太阳能取之不尽，且是清洁能源，没有噪声，而且不排放二氧化碳。构成太阳能电池的材料主要是硅，在地球上是第二多的化学元素，资源丰富。电池产品发电量可大可小，从1W到1MW，效率基本不变。

太阳能电池经过50年的发展，进步很大。硅系列太阳能电池的转换效率已提高了4到10倍，成本降低了100倍，寿命超过20年，世界市场达到了100亿美元的规模。

市场发展

太阳能电池使用的材料正在逐渐增加，但今天结晶硅仍独占使用材料的90％。多晶硅太阳能电池的光电转换效率为14％-18％，单晶硅好些，达到16％一20％。随着硅原料价格高扬、供应不足，加上对高效率的追求，业界正在开发减少硅原料使用量的新技术。

另外，太阳能电池使用原料还有化合物半导体，较常见的有不用硅的CIGS(Cu—In—Ga—Se)、CdTe等，最近有机半导体也加入了这一行列(表1)，此外，还有透镜和组合集光等方式。

世界太阳能电池产业近年走上快速发展道，进入企业不断增多，特别是半导体企业包括业界巨头Intel、IBM，德国Qimonda等都有行动，据称2010年太阳电池投资即将达到半导体同等的水平。

据IEA报道，1993年世界太阳能电池市场还仅有26兆瓦规模,1999年即达约124MW,增长了3倍。此后，2005年便超过Gw大关，预期2010年可达5GW(图2)。但这一数据时间较早，也不太完整，另据美国ICKnowledge公司新近报道，世界太阳能电池的生产能力2007年即达6．5GW，2012年可达28．3GW，5年的年均增长率为34．2％。

又据日本《半导体产业新闻》的数据称，近几年世界太阳电池的生产能力持续翻番，2007年的生产能力为3．7GW，2010年可望达10GW。再有美国LuxResearch公司报告显示，2008年世界太阳能电池市场为4．9GW，近年将以每年48％的速度增长，2013年达23GW，同期销售值从334~L美元成长到1004亿美元，年均增长率24．6％，原因是价格下降。

虽然上述数据来源不同，有所差别，但是我们从中可以看出巨大的发展潜力。

日本矢野经济研究所报告，世界能源半导体市场2006年突破了100亿美元，到2011年将超过200亿美元。

薄膜太阳能电池是比现行主流单晶硅／多晶硅太阳电池薄1／10~100的一种非常薄的产品，因此可减轻原料不足的问题。同时，薄膜太阳能电池可下降成本，减少体重，并可制作在柔性基板上，易于进入家庭而人气大旺。

美国NanoMarkets公司预测，2015年世界薄膜太阳能电池生产电力可达26MW，占太阳能电池总发电力的一半，销售值超过200亿美元。CdTe薄膜太阳能电池2015年销售值达87亿美元，该半导体的优点是光吸收系数和能带隙都高，原先担心的环保问题现在看来也很小，是有前途的产品。CIS／CIGS太阳能电池尽管存在价格高和制作困难等问题，但具有比硅材料节省原料、寿命长、发光效率高等优势。预期2015年销售值也可达到50亿美元。

未来开拓

太阳能电池上世纪50年代发明于美国，由于价格过高，常人根本无法使用，70年代以石油危机为契机，从日本的Sunshine计划开始，各国相继制定国家计划，不断为降低成本而苦苦奋斗。上世纪80年代日本厂商率先将太阳能电池用于电子计算器，90年代研制出转换效率超过10％的太阳能电池模块，成本也有一定下降，1992年完备了法制之后，太阳能电池板便出现在了私人住宅的屋顶上。但直到现在，大约1个3kw的系统仍需2万美元，价格依然不菲，难于推广。

因此，各国政府为推广使用都须有促进计划，制订优惠政策(包括经营电力公司税收优免)至关重要。同时以此来推动生产，降低制造成本，以便大量普及。从技术层面说，一要使太阳能电池转换效率再提高4~10倍，二要成本再降百倍，三要提高使用寿命，从20年到50到100年。

世界太阳能电池生产集中在日、美、欧之手。日本是场还仅有26MW规模，1999年即达约生产最多的国家，2004年的产量独占世界半壁江山，2007年在欧美竞争、亚洲各国相继崛起之后，日本产量下降。

据估计，世界目前已有近200家公司生产太阳能电池，但生产设备厂主要在日企之手。

近年韩国三星、LG都表示了积极参与的愿望，中国海峡两岸同样十分热心。据报道，我国台湾2008年结晶硅太阳能电池生产能力达2．2GW，以后将以每年1Gw生产能力扩大，当年并开始生产薄膜太阳能电池，今年将大力增强，台湾期待向欧洲“太阳能电池大国”看齐。2010年各国及地区有1GW以上生产计划的太阳能电池厂商有日本Sharp，德国Q—Cells，Scho~Solar，拐5威RWESolar，中国SuntechPower等5家公司，其余7家500MW以上生产能力的公司列于表2。

近年世界太阳能电池市场高歌猛进，一片大好，但百年不遇的金融风暴带来的经济危机，同样是压在太阳能电池市场头上的一片乌云，主要企业如德国Q—Cells的业绩应声下调，预年今年世界太阳电地市场也会因需求疲软、石油价格下降而竞争力反提升等不利因素而下挫。但与此同时，人们也看到美国．奥巴马上台后即将施行GreenNewDeal政策，包括其内的绿色能源计划可有1500亿美元的补助资金，日本也将推行补助金制度来继续普及太阳能电池的应用。

展望未来，困难只是暂时的，太阳能电池作为可再生能源必将大放异彩，荣景可期，这是大势所趋，无可违抗的。


半导体电池太阳能效率前途