简述中国三代光伏发电技术

中国在经历“双反”后自主研发出了“第二代与第三代”光伏发电技术。何为第二代第三代光伏发电技术?第三代与第二代、第一代发电的技术又有什么差别?

第一代光伏发电技术=晶体硅光伏发电，有单晶硅和多晶硅的差别。优点是光电转化率较高，缺点是售价较贵，生产多晶硅耗能较多，也容易污染环境。

第二代光伏发电技术=花式品种繁多的薄膜电池，优点是材料用量少，售价较低，重大缺点是光电转化率只有晶体硅的一半，占地面积也较多。主要品种有：1、非晶、纳米晶、微晶等硅薄膜。2、CIGS即铜铟镓硒组成的薄膜。3、TeCd碲化镉薄膜。

1、为克服“第一代”，“第二代”光伏发电技术“固有”缺点，人们相继提出发展“第三代”光伏发电技术许多设想

在中国发展的“第三代”光伏发电技术=“太阳能炼硅+跟踪+低倍聚光+高效聚光硅电池”。

这首先是新提出的理念，要进一步提高光伏电池的“单位面积”的发电量，降低“单位面积”发电成本;尤其是太阳能发电要多“占地”，“地价”已成为影响发电成本的重要因素!于是人们就希望引入新“元素”，从半导体技术，转向现代光学，无光像的自适应光学。

如果引入现代光学，引入“跟踪+聚光”，有可能用一块单晶硅，或售价较贵的“多结”的单晶硅，发出“多倍”电量;有“可能”用成本较低廉的光学聚光元件，取代、减少使用代价较昂贵的半导体材料和半导体加工技术。

2、聚光可以多发电，这是爱因斯坦光电定律的常识;聚光的前提是跟踪，这是现代天文望远镜已解决的问题。“聚光+跟踪”就成为进一步降低成本的“第三代”光伏技术的最主要特征

“太阳能”聚光有许多特殊要求。首先是为适应太阳光在空中不断移动，人们相继提出许多新的光学课题：例如，a)如何将移动中的太阳光“均匀”地聚集在某一面，让光电池更有效地发生电力;光学就从成像光学走向无光像光学。b)如何既聚集来自太阳的直射光，又聚集相当部分的散射光，增加光电池接收的光量;无光像光学就由简易的窄角聚光走向广角聚光。c)所聚集的，不仅是正射的光线，还包括斜射的光线;聚光理论就从在轴聚光，发展为斜轴或偏轴聚光。d)技术上还要应用和发展自适应光学的许多技巧，如何因地、因时不断追踪阳光，将阳光聚光到某一固定便于应用的方位，如此等。

这一由理论物理研究所陈应天研究员发展的无光像的自适应光学，还在其它领域有许多许多应用，如可制作聚光15000倍，可冶炼高纯度的多晶硅，可融熔一切难熔金属的太阳炉，……等，当前首先是应用到光伏发电、光热发电。

3、为什么“高效硅基聚光电池”也是“第三代”光电发电技术的一大“特征”

“高效”可提高单位面积发电量，“高效”可大幅度降低每瓦“聚光+跟踪”成本;而“聚光”不仅可成倍增加光电池的发电量，“聚光”还能提高光电池的转化率。理论分析表明，聚光电池输出功率∝入射光强?ln(入射光强/单位光强)

4、“第三代”光伏发电技术另一“特征”是“绿色”

当前人们对光伏产业的发展，有不少质疑，工信部就认为光伏产业从高纯硅的提炼到光伏组件的生产，有不少“环节”属高耗能、高污染的行业。而太阳能炼硅就不仅可少耗能，而且没有污染，已在2011年第7期的《物理学报》Vol.60，No.7(2011)078104，写了一篇题为《强辐射催化法提纯多晶硅》正式发表的论文。

为什么“第三次”光伏技术能大幅度节约多晶硅，而且是绿色技术?原因是：

a、跟踪：这将使多晶硅的用量减少30%~40%。

b、聚光：4倍聚光，尤其对“直射光”的聚光，可将硅材料、非硅材料的每度电“耗能”下降到原有的1/4。