隨著經濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高，人們對能源的需求不斷擴大，給現實社會帶來兩大難題:一是煤和石油的儲藏量有限所產生的能源危機。二是以煤、石油的大量燃燒而排放的廢氣(co2和SO2)所產生的環境污染和溫室效應使人類的生存環境不斷惡化。這兩大問題迫使人們不得不開發和利用新的可再生能源。而在新能源和可再生能源中，太陽能是最引人注目、開展研究開發工作最多、應用最廣的能源之一。
進入21世紀以來，隨著新材料的應用、電子技術等高科技的高速發展，為太陽能的有效利用提供了條件。人們將太陽能輻射通過收集和轉換變為可直接利用的能源，使太陽能的利用得到相當大的發展，其中利用太陽能發電就是對太陽能最好的利用。
太陽能發電走進久仰的生產和生活
說起對太陽能的利用，人們最先想到的就是太陽能熱水器，而對太陽能發電知之不多。其實在我們身邊，太陽能光伏發電技術，即利用太陽能電池直接將太陽光能轉化為電能的技術應用也隨處可見。
光伏發電就是利用光電轉換原理使太陽的輻射光通過半導體物質轉變為電能，在發電過程中不會產生任何污染或者廢棄物。只要有陽光，太陽能電池板上就能產生電流，從物理意義上來說，光伏發電是一種最理想的發電方式。因此太陽能電池又稱為"光伏電池"，是近些年來發展最快和最具經濟潛力的能源開發領域。
通過各國多年的努力，太陽能技術發展一日千里，其應用范圍也在不斷拓展。許多發達國家和地區紛紛制定發展計劃。目前，德、日、美等歐美發達國家走在了太陽能技術應用的前列，太陽能發電也進入了千家萬戶和各行業領域。
日本已于1992年4月實現了太陽能發電系統同電力公司電網的聯網，已有一些家庭開始安裝太陽能發電設備。而全球知名的日本夏普公司，就在其位于三重縣的液晶電視工廠廠區內安裝了巨大的太陽能電池板。這些電池板分布在工廠的屋頂、窗戶，甚至是水池里面，總面積達到4.7萬m2，總功率達到5150kW，發電能力可供1300個普通家庭使用。值得一提的是窗戶上安裝的電池板，不但可以采光、發電，還能攔截了大部分的熱量，可以在夏天降低室內溫度。
據日本有關部門估計日本2100萬戶個人住宅中如果有80%裝上太陽能發電設備，便可滿足其全國總電力需要的14%，如果工廠及辦公樓等單位用房也進行太陽能發電，則太陽能發電將占全國電力的30%~40%。
國外太陽能發電產業發展迅速
然而太陽能也有不足的地方，比如太陽輻射的強度受到氣候、晝夜、緯度、季節、海拔的影響，往往需要配備儲能設備。又如其能流密度低，實際利用時需要較大的太陽能收集裝置，占地面積大，投資大。這些因素也都制約了太陽能的利用。
而當前阻礙太陽能發電普及的最主要因素是則費用昂貴。目前在我國，1平方米太陽能電池板的價格在4000元至5000元，若加上安裝其它配套裝置等所需費用，每平方米太陽能發電系統約需6000元至7000元。一般情況下，一套3kW的太陽能發電系統可以基本滿足一戶人家的用電需求。安裝這套裝置需要20多平方米的屋頂面積，其耗資將達18萬元，對于普通家庭來說，這是很難承受的。
降低費用的關鍵在于太陽電池提高變換效率和降低成本。盡管其光電轉化效率也非常可觀，但受原料價格和提純工藝的限制，發電成本始終高高在上。因此，提高發電能力、降低發電成本是推廣太陽能發電應用的關鍵。為了降低太陽能發電系統的成本，世界各國紛紛投入巨資以提高太陽能電池的發電能力。方法主要分為兩種:一是提高太陽能電池的光電轉換效率，單晶硅太陽能電池的平均效率為15%;多品硅太陽能電池效率也達14%。非晶硅太陽能電池的穩定效率，單結電池為6%~9%，多結電池為8%~10%。二是通過自動跟蹤技術使太陽能電池始終對準太陽。現有太陽能發電系統中的太陽能電池一般是固定安裝，因不能始終正對太陽，故未充分利用太陽能電池的發電能力。自動跟蹤是提高太陽能電池發電能力的有效措施，無論太陽能電池自身的光電轉換效率有多高，通過跟蹤裝置都可以使其發電能力在原基礎上再度提高，從而獲得更多的電能。因此自動跟蹤太陽的太陽能發電系統的研究引起了世界各國的廣泛重視，已經成為太陽能利用技術的研究熱點之一。
在光電轉換材料的研究等領域，發達國家走在了前列。目前國內一般產業化的太陽能電池板的光電轉換效率為13%至16%，但在一些發達國家的實驗室中，這個數字可以達到18%至20%。美國是最早制定太陽能發電的發展規劃的國家。1997年又提出"百萬屋頂"計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃，到2003年日本太陽能組件生產占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規定了太陽能發電上網電價，大大推動了太陽能市場和產業發展，使德國成為繼日本之后世界太陽能發電發展最快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國，也紛紛制定太陽能發展計劃，并投巨資進行技術開發和加速工業化進程。目前世界上已經建成了10多座兆瓦級太陽能發電系統，6個兆瓦級的聯網太陽能電站。
據專家介紹，德、日、美、荷等發達國家破除太陽能發電高價"瓶頸"的主要辦法是價格補貼，并且由政府推動實施"太陽能百萬屋頂計劃"，現在日本和歐盟許多國家屋頂上的太陽能發電裝置已成為一道獨特的風景線。
我國太陽能發電產業發展方興未艾
目前，我國利用太陽能發電處于起步階段，但是太陽能資源非常豐富，開發利用的潛力非常大。全國三分之二以上地區的年日照大于2000小時，年均輻射量約為590OMJ/m2，屬于太陽能利用條件較好的地區。
我國利用太陽能發電還是主要用于太陽能發電(如利用光伏發電為偏遠地區和特殊領域供電，以及建設屋頂并網光伏發電示范項目等)和太陽能熱能的轉換利用(如太陽能熱水器在日常生活中的應用)。
近年來，我國太陽能電產業在國際市場的拉動下得到了迅速發展，隨著該產業的升溫，已經有越來越多的公司參與晶體硅的生產，涉足太陽能發電。晶硅錠和硅片及太陽電池的生產技術水平、生產規模不斷得到提升，產品紛紛出口國際市場，已經成為國際上太陽能產品的主要生產國家。
但是，中國的太陽能發電產業的發展遭遇了瓶頸。在晶體硅太陽能電池的整個產業鏈中，原料、技術和設備已經被國外壟斷，國內太陽能企業能做的只有終端設備的研發和生產。太陽能光電轉換電池主要分為兩類，一類是晶體硅電池，包括單晶硅(sc-Si)電池、多晶硅(mc-Si)電池兩種，它們占據約93%的市場份額;另一類是薄膜電池，主要包括非晶體硅(a-Si，使用的是硅，但以不同的形態表現)太陽能電池、銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池和鍗化鎘(CdTe)太陽能電池，這類電池占據7%的市場份額。晶體硅料作為太陽能發電的主要原料，占太陽能電池板總成本的40%以上。雖然中國的硅原料礦藏儲量占世界總儲量的25%，但因中國現有的硅原料原始提煉技術遠遠落后于西方發達國家，導致國內太陽能電池生產企業所需原材料絕大多數需要從國外進口。
原料供應不足問題已經嚴重威脅太陽能產業的發展。據調查，2005年，我國對多晶硅的需求量為3800噸，其中太陽能產業需求2691噸，而2004年我國多品硅的產量只有60噸，即使全部供應太陽能產業，也僅占市場需求的2.6%，大量的缺口只能依賴進口。
由于市場供不應求，太陽能多晶硅短缺和供應緊張，預計這種緊缺狀況將持續到2010年。而多晶硅的價格大幅上漲增加企業的生產成本，制約了我國太陽能產業的發展。
技術的缺失加上國內太陽能市場方興未艾，造成了我國太陽能產業"兩頭在外"的被動局面，國內企業以低廉價格出口純度低的硅，再高價從國外太陽能企業購入經過提純后的晶體硅，然后制成太陽能電池，組裝成太陽能產品并出口到國外。如何掌握太陽能發電產業鏈中的核心技術，使中國走在利用太陽能的前列，對于中國太陽能發電產業乃至整個能源行業都具有重要意義。而從長期來看，積極拓展產業鏈上游業務，增強太陽能產業研發力量才能保障中國太陽能產業發展。
雖然目前已經在偏遠地區通過"送電到鄉"等國家工程推廣了一些戶用太陽能發電系統和小型太陽能電站，解決了部分無電人口的供電問題，但是由于太陽能發電的成本較高，全國目前的太陽能發電規模還很小，目前還沒有一個太陽能發電的真正商業化示范。
發展太陽能發電產業亟需貫徹實施細則和規劃
近些年來，歐美國家對太陽能發電的應用制定了許多優惠政策，太陽能發電裝機容量越來越大。去年，全世界太陽能裝機容量為180萬千瓦，增長率達50%。但中國在太陽能發電應用上還遠遠落后于發達國家，當前國內太陽能發電的成本是水電、煤電的5至10倍。據了解，目前我國太陽能光伏發電成本大概為4元/度，比0.3元/度的火電上網電價高出許多。業內人士普遍認為，太陽能產品要想得到大面積推廣，需要國家政策的大力支持，政府推動是太陽能產業初期發展的主要動力。雖然國內在宏觀層面上出臺了許多相關法律法規，但其中并沒有具體的實施細則，這在一定程度上制約了目前太陽能相關企業的發展。
國家首先應制訂以培養太陽能應用市場和促進太陽能產業發展為目標的中長期規劃，從法律上規定和細化可再生電力采購比例和重點用途，甚至可以借鑒國外對上網太陽能發電量實行政府全部收購、固定收購價格的制度。只有讓太陽能發電成為一種投資，才是做大這項產業的最大推動力。
其次要鼓勵民用上網。逐步啟動和實施"光伏屋頂計劃"，確立太陽能發電在全國電力能源結構中的地位，為此可以借鑒一些發達國家有關公共設施必須采用太陽能的剛性政策。
此外還應設立專項應用扶持資金，并輔以相應費用減免政策。有關專家建議，目前可從國內電費中抽出專項資金用于光伏產業發展，今后應大力扶持上游高純度硅原材料產業，降低太陽能電池成本，進而加快太陽能并網電站建設和運營成本的降低，促進推廣運用。
近年來，我國對可再生能源的重視程度越來越高，2006年1月1日《可再生能源法》頒布實施，明確指出太陽能是其中一種重要的可再生能源，應得到鼓勵發展。上海、浙江、江蘇等地相繼出臺了比較完備的新能源推廣政策和令人鼓舞的屋頂太陽能發電計劃。無錫市更以建成國內率先安裝太陽能發電系統的機場為契機，推動太陽能應用。
根據《可再生能源中長期發展規劃》，到2020年，我國力爭使太陽能發電裝機容量達到1.8GW(kMW)，到2050年將達到60OGW(kMW)。按照中國電力科學院的預測，到2050年，中國可再生能源的電力裝機將占全國電力裝機的25%，其中太陽能發電裝機將占到5%。而目前，我國太陽能發電裝機容量僅為65MW。本來15年，我國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上，太陽能發電投資總額為950億元。
結束語
中國是能源消耗大國，同時又是能源貧國。開發利用各種可再生能源，對解決中國的能源瓶頸，實現人類的可持續發展，控制環境污染，提高人民生活水平，都具有重要的意義。而中國作為太陽能資源豐富的國家，利用太陽能發電是解決其能源緊缺問題的一條重要途徑。希望通過國家加大普及推廣力度以及相關行業領域不懈的努力，通過技術和管理創新，盡快降低產品制造成本，促進整個光伏產業快速發展，讓太陽能早日走進千家萬戶。
責任編輯：小柯
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