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科研与管理水利规划与设计2012年第6期 科研与管理 水利规划与设计 ·41 · 高倍聚光光伏产业及市场分析 畅蓬博 王军辉 (陕西省水利电力勘测设计研究院 西安 710001) 【摘 要】 从2000年至今，高倍聚光电池芯片的实验室最高效率从32%提升到43.5%,绝对转换效率增 加11.5%,并有潜力在未来达到50%。与此同时，晶硅电池和薄膜电池的最高效率增长几乎停滞。高倍聚 光光伏产业当前并没有绝对的龙头企业，即使是在产业化进程领先的企业也没有太多的产能，多数还只是 在扩产阶段。 【关键词】 光伏发电 高倍聚光 市 场 【中图分类号】 F426.6 【文献标识码】 A 【文章编号】 1672-2469(2012)06-0041-04 【DOI 编码】 10.3969/ j.issn.1672-2469.2012.06.013 1 高倍聚光光伏蓄势待发 在光伏产业化方面，过去十年是晶硅和薄膜 电池飞速发展的黄金时期。全球光伏市场从2000 年的278MW 成长到2010年的17.5GW, 平均年成 长率51%。在这期间，采用聚光方式并且聚光倍 数大于400倍的高倍聚光光伏市场，只占很小的 的比例，2010年只约10MW 规模。如果仅从当前 规模来看，高倍聚光光伏很容易就被忽略。但 是，也正是这十多年的积累，高倍聚光光伏蓄积 了能量，并即将爆发。和 First Solar (美国福 思第一太阳能公司)凭借低成本 CdTe (碲化镉) 光伏技术迅速扩张一样，高倍聚光电池领域完全 有可能产生类似的企业。 从2000年至今，高倍聚光电池芯片的实验 室最高效率从32%提升到43.5%,绝对转换效率 增加11.5%,并有潜力在未来达到50%。与此同 时，晶硅电池和薄膜电池的最高效率增长几乎停 滞。水在高处有更大的势能，对于太阳能电池来 说，效率越高就意味着更高的势能，从而也有更 大的潜力降低成本，实现普及。 尽管产业化的晶硅电池和薄膜电池效率均 有一定程度的增长，并由此带来成本的降低，但 是实验室最高效率的增长几乎停滞，也让产业化 电池即将碰到天花板，效率提升乏力。 产业化主流的单晶硅和多晶硅电池正在进 行效率的升级换代，单晶硅电池从原先约17%转 换效率提升到18.5%。采用便宜的(直拉法) CZ 硅片，多晶硅电池从原先的约16%转换效率提升 到约17.5%。这类效率的提升主要在于采用选择 性发射极做前电极，采用更窄的电极栅线，优化 背电极等。由于晶硅电池的实验室最高效率采用 的是更优质的硅片和成本更贵的影印工艺，且为 小面积，不利于产业化大规模生产。因此在效率 上，晶硅电池经过这一波的升级换代之后，提升 空间已极为有限。 薄膜电池中 CdTe 和 CIGS (太阳能薄膜电池) 的产业化效率和实验室小面积最高效率还有一 定的成长空间，其中 CIGS 的空间会大一些，但 是产业化技术上还存在难度。 与其他类型电池相比，由于聚光电池的面积 较小，通常约1cm2, 因而产业化电池效率几乎与 实验室效率同步增长。当前的产业化聚光电池约 在39%,与实验室最高效率43.5%已相当接近， 该效率也远大于十年前的最高实验室效率。 综合比较各种电池的产业化效率、实验室效 率和2010年的市场规模，能得出以下几个结 论。 一是主流晶硅电池规模化已经很高，产业化 效率逼近实验室效率，成本降低空间有限；二是 聚光电池的规模化程度最低，从而导致成本较 高。转换效率处于高位的聚光电池未来有望通过 规模化和产业链完善而大幅降低成本。 作者简介：畅蓬博(1986年一),男，工程师。 科研与管理2012年第6期水利规划与设计 科研与管理 2012年第6期 几年前，高效率的聚光电池在市场上还很 难买到。 Spectrolab、Emcore 和 Azur Space 率 先实现了商业化，已供货给多家 CPV(聚光光伏) 元件公司。在2011年及以后，越来越多的公司 有能力制造该类电池。高倍聚光光伏的核心电 池芯片技术不再是只掌握在少数公司手中，而 是遍地开花，有一大批企业已能实现较高转换 效率，并即将量产。核心部件聚光电池芯片产 业化的成熟，必将带动聚光系统的其他配套协 同发展，高倍聚光光伏已积聚大量能量，该产 业蓄势待发。据有关资料统计截至2011年，全 球范围有能力制造多结聚光电池的公司见表1。 表1 有能力制造多结聚光电池的公司一览表 JDSU 美国 接近40%电池效率 Microlink Devices 美国 研发中 Quantasol 英国 约为40%电池效率 RFMD 美国 研发中 Sharp 日本 已取得较高电池效率，但还没有商业化计划 Solar Junction 美国 43.5%效率，N