能源問題，成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要問題。為了落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，到“十一·五”計(jì)劃末，要實(shí)現(xiàn)資源利用效率顯著提高，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%左右。包括太陽能發(fā)電在內(nèi)的新的可再生能源的利用，將成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。為此，“可再生能源法”已于2006年1月1日正式實(shí)施。到2020年，我國將大力扶持包括產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的可再生能源產(chǎn)業(yè)，我國的太陽能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)將迎來一個(gè)大發(fā)展時(shí)期。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在我國從事太陽能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的單位已超過100家，出現(xiàn)了類似無錫尚德太陽能電力公司和保定英利新能源有限公司等知名的大企業(yè)，中電電氣集團(tuán)等其他行業(yè)的大企業(yè)紛紛進(jìn)入，我國的太陽能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅速壯大，早已突破以前提出的2006年年產(chǎn)太陽電池20MW，太陽能發(fā)電設(shè)備累計(jì)裝機(jī)容量80MW的指標(biāo)。但是，也存在一些問題。其中主要產(chǎn)品太陽電池組件的上下游兩頭在外：90%以上的原依賴進(jìn)口，90%以上的產(chǎn)品依賴出口。很可能將阻礙我國太陽能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　太陽能發(fā)電技術(shù)作為一種多學(xué)科綜合交叉技術(shù)，包括物理電源（太陽電池）、化學(xué)電源（蓄電池）和電源變換（逆變器、充電器）等電源技術(shù)，也受到越來越多的電源工作者的注意。期刊《電源資訊》2006年第6期發(fā)表了“太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和展望”，讀后深受啟發(fā)，也引起筆者進(jìn)行思考。在這里，從國際貫用分析產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的幾個(gè)方面：技術(shù)、材料、、國外現(xiàn)狀（同行業(yè)現(xiàn)狀）、相關(guān)技術(shù)等，對我國發(fā)展太陽能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)的問題和趨勢談?wù)効捶�，和大家進(jìn)行交流。如果有什么不當(dāng)之處，敬請指正。

　　太陽能發(fā)電技術(shù)主要包括：太陽電池和矩陣、蓄電池和充電器、逆變器等技術(shù)。它具有以下特點(diǎn)。

　　（1）利用太陽能。優(yōu)點(diǎn)是太陽能總量巨大，是使用不會(huì)枯竭的能源；沒有影響環(huán)境的排泄物，是最清潔的能源；不集中在某個(gè)地方，是在整個(gè)地球上都可以利用的能源。但是，不集中也是它的缺點(diǎn)。有時(shí)可采取聚焦等方法，來提高效率。另外，還受天氣影響，一般在計(jì)算太陽電池的轉(zhuǎn)換功率時(shí)，都是在規(guī)定的天氣和輻射條件下來確定，采用單位叫峰瓦，符號為Wp。下面為了方便起見，在本文中仍用瓦（W）作為單位，但是實(shí)際意義是峰瓦（Wp）。

　�。�2）太陽能發(fā)電使用的是靜止裝置，無可動(dòng)部分，容易維護(hù)。太陽電池、蓄電池和逆變器都可以采用模塊結(jié)構(gòu)，自由組合，可大可小，可以大規(guī)模生產(chǎn)，降低成本。不需要運(yùn)送燃料，可以放置在邊遠(yuǎn)地區(qū)和海島上。建設(shè)工期比水電站和火電站短，節(jié)省施工費(fèi)用。

　�。�3）太陽能發(fā)電一般把設(shè)備安裝在用戶所在地，可以節(jié)省輸配電設(shè)備。據(jù)日本有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，可節(jié)約供電成本25%左右。但是1MW（1000kW）以上的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，仍然要采用輸配電設(shè)備，形成獨(dú)立電網(wǎng)。

　　根據(jù)國家發(fā)改委、國家科技部共同提出的可再生能源發(fā)展的總目標(biāo)：“提高轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本，增大在能源結(jié)構(gòu)中所占比例�！碧�陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向主要也是提高轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本。

　　太陽電池技術(shù)是太陽能發(fā)電技術(shù)的主要組成部份。太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率是代表材料性能、器件結(jié)構(gòu)、制備技術(shù)、工藝設(shè)備和檢測手段等綜合性能水平的標(biāo)志性指標(biāo)。太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率分為兩種。一種是小尺寸（例如1cm2）的研究開發(fā)水平：單晶硅太陽電池24.7%，多晶硅太陽電池19.8%，非晶硅太陽電池15%，銅銦硒太陽電池18.8%，砷化鎵太陽電池33%，有機(jī)納米晶太陽電池5.48%。一種是大尺寸（例如1200cm2）的商品化生產(chǎn)水平：單晶硅太陽電池15%，多晶硅太陽電池12%，非晶硅太陽電池8%，銅銦硒太陽電池10%。以上數(shù)據(jù)都是從已經(jīng)公開發(fā)表的文獻(xiàn)資料中收集來的，現(xiàn)在可能已有所變化。

　　提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率是降低太陽能發(fā)電設(shè)備成本的主要手段。轉(zhuǎn)換效率高，可以在同樣發(fā)電容量下，減少太陽電池矩陣面積，減少太陽電池模塊用量。因此成為太陽能發(fā)電技術(shù)的主要發(fā)展方向。

　　我國從上世紀(jì)50年代起就開始對太陽電池進(jìn)行研究。1993年成立中國光電發(fā)展技術(shù)中心，上世紀(jì)80至90年代先后從國外引進(jìn)多條太陽電池生產(chǎn)線。到2001年，太陽電池的年生產(chǎn)能力達(dá)到6.5MW/年。近幾年，太陽電池的研究開發(fā)和生產(chǎn)飛躍地發(fā)展。保定英利新能源有限公司建成500MW的太陽電池生產(chǎn)線。南開大學(xué)在天津建立銅銦硒太陽電池中試線，使我國成為繼德、美、日之后第4個(gè)開展這種電池中試的國家。中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所對非晶硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率下降機(jī)制的研究取得國際上領(lǐng)先的成果，轉(zhuǎn)換效率最低可限制在10%以內(nèi)。中國科學(xué)院物理研究所研制的有機(jī)納米晶太陽電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到5.48%，向?qū)嵱眯援a(chǎn)品邁出了重要一步。從整體上看，我國不但在太陽電池生產(chǎn)能力上進(jìn)入國際先進(jìn)行列，而且在兩大主要發(fā)展的太陽電池產(chǎn)品：非晶硅太陽電池和銅銦硒太陽電池的研究開發(fā)上達(dá)到國際先進(jìn)水平。同時(shí)還在新的有機(jī)納米晶太陽電池的研究中取得國際領(lǐng)先的成果。

　　逆變器技術(shù)也是的主要組成部分。對逆變器的主要要求有以下三點(diǎn)。

　　（1）可靠，能滿足使用條件要求國大多數(shù)獨(dú)立型太陽能發(fā)電設(shè)備用于邊遠(yuǎn)地區(qū)和海島，要求逆變器能承受惡劣的使用條件，能保證在少維護(hù)條件下長期工作。大多數(shù)并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備用于家庭，要求逆變器的電磁干擾少，不影響人的生活環(huán)境，也不妨礙其他家用電器工作。

　�。�2）效率高國由于現(xiàn)在常用的太陽電池矩陣的光電轉(zhuǎn)換效率小于15%，如果逆變器效率低，將太陽電池好不容易轉(zhuǎn)換來的電能損耗掉，十分可惜。這樣勢必要增加矩陣中太陽電池組件的數(shù)量，增大矩陣所占的面積，從而大大增加太陽能發(fā)電設(shè)備的投資和土建費(fèi)用。所以，要求逆變器效率要大于90%。

　�。�3）波形畸變小，功率因數(shù)高國并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備要并網(wǎng)，逆變器輸出波形必須與外電網(wǎng)一致，波形畸變小于5%，高次諧波含量小于3%，功率因數(shù)接近于1。獨(dú)立型太陽能發(fā)電設(shè)備中的逆變器波形畸變可以大一些，小于10%。

　　太陽能發(fā)電用逆變器分為以下幾種形式。

　　（1）工頻變壓器絕緣方式國用于獨(dú)立型太陽能發(fā)電設(shè)備，可靠性高，維護(hù)量少，開關(guān)頻率低，電磁干擾小。

（2）高頻變壓器絕緣方式國用于并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備，體積小，重量輕，成本低。要經(jīng)兩級變換，效率問題比較突出，采取措施后，仍可達(dá)到90%以上，高頻電磁干擾嚴(yán)重，要采用濾波和屏蔽措施。

　　（3）無變壓器非絕緣方式國本來希望進(jìn)一步降低成本，從兩級變換變?yōu)閱渭壸儞Q，提高效率，使它成為并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備中更理想的逆變器，但是使用中出現(xiàn)一系列問題。無變壓器非絕緣方式逆變器不能使輸入的太陽電池與輸出電網(wǎng)絕緣隔離，輸入的太陽電池矩陣正、負(fù)極都不能直接接地。太陽電池矩陣面積大，對地有很大的等效電容存在，將在工作中產(chǎn)生等效電容充放電電流。其中低頻部分，有可能使供電電路的漏電保護(hù)開關(guān)誤動(dòng)作。其中高頻部分，將通過配電線對其他用電設(shè)備造成電磁干擾，而影響其他用電設(shè)備工作。這樣，必須加濾波和保護(hù)，達(dá)不到降低成本的預(yù)期效果。

　�。�4）正激變壓器絕緣方式國是在無變壓器非絕緣方式使用效果不佳之后開發(fā)出來的，既保留了無變壓器非絕緣方式單級變換的主要優(yōu)點(diǎn)，又消除無絕緣隔離的主要缺點(diǎn)，是到目前為止并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備比較理想的逆變器。