存在問題和展望

盡管太陽能光伏在最近幾十年得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但目前仍有一些問題需要克服，以更好地推動(dòng)太陽能光伏的推廣應(yīng)用。主要有以下幾個(gè)問題。

(1）太陽電池的效率還不夠高

目前的太陽電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜太陽電池這幾種。商品化的晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率在12%~17%，非晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率為5%~10%，薄膜太陽電池的轉(zhuǎn)換效率為2%~5%。由于太陽電池的轉(zhuǎn)換效率低，因此光伏發(fā)電的功率密度低，在實(shí)際使用時(shí)受空間的約束就很大。由于光電轉(zhuǎn)換控制的技術(shù)限制，實(shí)際的太陽能利用效率更低，通常只有5%~7%。提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)成為太陽能普及使用的關(guān)鍵。

(2）太陽電池成本下降不夠

由于光伏發(fā)電的利用效率較低，所以需要大量的太陽電池板。2003年晶硅太陽電池的價(jià)格約36~40元／ W ，已下降到18~20元／ W ,但相比目前的火電和水電，光伏發(fā)電的成本仍高很多。因此目前制約太陽能應(yīng)用快速普及發(fā)展的一個(gè)重要原因是成本高。

(3）光伏發(fā)電受氣候環(huán)境的影響大

由于太陽輻射到地面能量受氣候變化的影響較大，光伏發(fā)電穩(wěn)定性較差，在目前的太陽電池效率下，對(duì)設(shè)備運(yùn)行影響較大。另外大氣中的灰塵對(duì)太陽電池的影響也很大，灰塵顆粒物降落在太陽電池上減少了陽光的照射，降低太陽輻射到太陽電池的光通量，使發(fā)電量降低，變相降低轉(zhuǎn)換效率。另外個(gè)別點(diǎn)灰塵的大量吸附容易產(chǎn)生孤島效應(yīng)，使太陽電池的使用壽命降低。

(4）晶硅材料的能源消耗大

盡管硅材料是地球上十分豐富的原料，但主要以礦石形態(tài)存在(SiO2)，從礦石中將硅加工成多晶硅和單晶硅需要經(jīng)過很多化學(xué)和物理工序，需要消耗較多的能量，這是光伏技術(shù)碳排放的主要來源。制造非晶硅太陽電池消耗的能量要少很多，但光電轉(zhuǎn)換效率和壽命要差很多。如何提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率和降低制造能量的消耗是降低光伏發(fā)電技術(shù)碳排放的關(guān)鍵。

  隨著科技發(fā)展，未來光伏發(fā)電成本會(huì)繼續(xù)降低。各種相關(guān)技術(shù)如晶體硅、薄膜及其他的太陽電池將逐步提高性能，模塊的轉(zhuǎn)換效率將進(jìn)一步提高。若光伏模塊的能源轉(zhuǎn)換率達(dá)到30%~50%，可以使太陽輻射能高效地使用，安裝設(shè)計(jì)的成本會(huì)進(jìn)一步降低，有利于太陽能的普及使用。盡管未來幾十年，傳統(tǒng)能源仍將是主要的能源，但可再生能源的使用比例會(huì)不斷增加，發(fā)揮重要作用。由于光伏發(fā)電具有節(jié)約成本的優(yōu)勢(shì)，太陽能將成為首選。