太阳能电池技术发展趋势分析

太阳能光伏电池通常用晶体硅或薄膜材料制造，前者由切割、铸锭或者锻造的方法获得，后者是一层薄膜附着在低价的衬背上。目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶体硅材料制作的，2006 年占93％左右；未来发展的重点可能是薄膜太阳电池，它因用材少、重量小、外表光滑、安装方便而更具发展潜力。但目前可见的5——10 年内，晶体硅仍是市场主流。据预测，到2030 年将占整体太阳能电池份额的30%以上，从而与晶体硅太阳能电池平分秋色。

    1999 年非晶硅电池占12%，随后逐年下降，到2005 维持在4%。1998 年多晶硅电池超过单晶硅，至今为止保持第一位，从2001 年开始大于市场份额的50%。整个晶体硅电池大于市场的90%，占市场的主导地位。

    晶体硅仍是当前太阳能光伏电池的主流。虽然从技术上讲，晶体硅并不是最佳材料，但它易于获取，适用的技术与电子工业相同。晶体硅电池大规模生产可获得20％的转换效率。
 
    除效率外，电池的厚度也很重要。薄的硅片（wafer）意味着较少的硅材料消耗，从而降低成本。硅片的平均厚度已从2003 年的0.23mm 减小到2007 年的0.18mm。同时，平均效率从14％提升到16％。预计到2010 年，硅片厚度将减小到0.15mm，效率提升到17.5％。

    薄膜光伏电池（Thin film）薄膜太阳电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感光材料制成，比用料较多的晶体硅技术造价更低，其价格优势可抵消低效率的问题。目前已商业化的薄膜光伏电池材料有三种：非晶硅 (a-Si)、铜铟硒(CIS, CIGS) 和碲化镉(CdTe)，它们的厚度只有几微米。硅的暂时短缺为薄膜技术扩大市场份额带来了机会。欧洲能源协会预测，到2010 年，薄膜光伏电池将占到光伏组件的20％ 。

    由于多晶硅材料的供不应求所带来的高价格问题，晶体硅电池成本长期处于高位，业内一直通过提升电池转换效率、降低硅片切割厚度等技术来降低成本。与此同时，薄膜电池作为第二代太阳能电池逐渐受到行业关注并增长迅速。从目前的市场构成来看，晶体硅电池是目前太阳能光伏电池的主流。2007 年晶体硅电池占到90%左右，薄膜电池中非晶硅基电池的比例较高。根据Solarbuzz 发布的最新数据显示，全球薄膜太阳能电池产量由2006 年的181MW 提升到07 年400MW，同比增长1.1 倍，薄膜太阳能电池占全球太阳能电池的份额也由06 年的8.2%，提升到了2007 年的12%，提升了3.8 个百分点。从电池转换效率和材料成本来看，目前转换效率最高的是砷化镓薄膜电池，但是由于制造成本较高，目前仅是小规模应用于航空领域的空间电源。单晶硅和多晶硅转换效率紧随其后，随着多晶硅产能扩张价格下降，成本下降的空间较大。而非晶硅电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池虽然成本较低，但是转换效率也相对较低。