摘要
近年来，多晶硅原材料的紧缺，已制约了单晶硅或多晶硅的硅级电池的规模生产。由于高昂的上游原料的成本导致光伏发电成本居高不下，与传统的电力价差悬殊是光伏并网发电市场尚不能全面启动的主要因素之一。高倍聚光电池及系统的规模应用，将在缓解太阳能电池对硅原料的依赖和降低成本方面有很大的改进和创新。
关键词：硅级电池高倍聚光电池低成本新型技术
绪言 (4)
一.聚光型太阳能材料及技术 (5)
1.1聚光用的太阳能电池原材料 (5)
1.2产品构成与关键技术 (5)
二.产品与技术发展模式 (5)
三.产品核心优势 (6)
3.1 光电转换效率高 (6)
3.2 单位面积输出功率高 (7)
3.3 市场应用现状 (7)
四.未来太阳能电池市场前景展望 (7)
4.1 聚光电池应用前景 (8)
五.行业重点技术和公司关注 (9)
参考文献13
聚光电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施，通过聚光器使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内，形成“焦斑”或“焦带”，并将太阳电池置于“焦斑”或“焦带”上，以增加光强克服太阳辐射能流密度低的缺陷，从而获得更多的电能输出。通常聚光器的倍率大于几十，其结构可采用反射式或透镜式。聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪，散热方式可以是气冷或水冷，有的与热水器结合，既获得电能，又得到热水。用于聚光太阳电池的单体，与普通太阳电池略有不同，因需耐高倍率的太阳辐射，特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证，故在半导体材料选择、电池结构和栅线设计等方面都比较特殊。最理想的材料是砷化镓，其次是单晶硅材料。在电池结构方面，普通太阳电池多用平面结构，而聚光太阳电池常采用垂直结构，以减少串联电阻的影响。同时，聚光电池的栅线也较密，典型的聚光电池的栅线约占电池面积的1O％，以适应大电流密度需要。
一.聚光型太阳能材料及技术
1.1 聚光用的太阳能电池原材料
适合于聚光用的太阳能电池有两种：单晶硅的背接触电池和砷化镓多结电池，以后者的光转化效率为最高（目前实验室达41%，量产高于35%）。这些电池过去用于非聚光的航天航空的高端应用。目前为止，国际上生产厂家很少，产量也很低。
1.2产品构成与关键技术
聚光太阳能电池是由跟日器、聚光电池组件和聚光器及相关动力和降温装置构成，采用聚焦的方式将太阳光的光能密度大大提高（400倍以上），可使太阳能电池转换效率提高，在小面积的单晶硅片上获得大的电流。太阳光的聚焦可采用费涅尔透镜或抛物面反射镜，太阳能聚光电池的散热采用大面积的散热片自然冷却，或者是采用循环水冷将热量二次利用（但此装置的结构复杂）。
太阳能自动跟踪聚焦式光伏发电系统的关键技术是精确跟踪太阳，其聚光比越大跟踪精度要求就越高，聚光比为400小时跟踪精度要求小于0.2度。在一般情况下跟踪精度越高其结构就越复杂，造价就越高，甚至造价高于光伏发电系统的光电池的总造价。
聚光电池及发电系统的广泛应用的成功与否，关键在于技术上实现聚光发电系统的高跟踪度、可靠性、耐侯性，确保能否在恶劣自然环境下的长期使用。
二.产品与技术发展模式
发展模式：“价廉物美的定日镜+高转化率的聚光光电池+高效率的散热体系”
目前国际市场上已经出现聚光电池，尤其以欧美国家为代表。但鉴于目前聚光电池的技术应用处于前期试验推广阶段尚未实现规模化发展，其价格约为普通光电池的5至10倍，其光电转化率却高达30%。如果未来能够大规模生产这种聚光光电池，那么太阳能光发电的成本，将主要转移到能跟踪太阳旋转的聚光镜，又名为定日镜的制作和运转的成本上。所以，人们将能期待“价廉物美的定日镜+高转化率聚光电池+高效率的散热体系”的发电模式，能比现有大面积平板式光伏电池有更大的降价空间。
三.产品核心优势
3.1 光电转换效率高
传统太阳能电池的转换率只有15%左右，而新的这种集中器电池（聚光电池）利用成本相对较低的反射镜和棱镜将阳光集中到电池上更为昂贵的镓砷化合物部分来提高转换效率。国际上已经试验研制多结太阳能电池技术，以期望获得37%以上的理论极限。
在现有太阳能光电池的发电模式中，多数采用方位固定的大面积的平板式光电转化模式。通过应用高转化率的聚光光电池，不仅在通常太阳光的辐照下能维持25%～35%的光电转化率，而且能在聚光条件下，如将太阳光聚光300～700倍，将能期望用较少量的聚光电池，获得较大的光伏电能。目前国际上聚光电池的转换率可以稳定实现30%的转换率。（见附表1）
3.2 单位面积输出功率高
聚光电池在标准光强下输出功率达6W以上，而同等面积的平板式太阳电池输出功率仅12-14mW，相差几百倍。
1厘米见方的砷化镓聚光太阳能电池在500倍聚光下等效于7张12.5厘米见方的硅光电池。一个直径为3厘米的圆形常规电池, 在光强为1kW/m2的辐照下,输出功率约为70mW。同样面积的聚光电池, 在光强为100kW/m2的辐照下, 可输出约7W，通常来讲聚光电池的短路电流基本上与光强成正比例增加。
3.3 市场应用现状
聚光电池技术的真正在地面应用市场推广仅有2年多时间，因为技术的先进性和建造成本优势，受到市场的青睐，但在实际电站的应用中仍处于试推广阶段。目前国内已经成功开发了太阳能4倍聚光光伏电池发电机技术，并已投入了规模化生产。该技术采用自然风冷，电池表面温度不超过60℃，光电综合转换效率高达24%-27%，该技术在内蒙古试用一年多，各项技术指标均达到规模化设计要求。
国内首座太阳能聚光光伏示范电站在鄂尔多斯市伊金霍洛旗建成，该项目由
伊泰集团投资2100万元建设，2006年10月开工建设，采用中国科技大学陈应天教授发明的数倍聚光光伏发电系统，总装机容量205千瓦，安装了200千瓦太阳能聚光光伏电池和5千瓦常规平板太阳能光伏电池，将进行太阳能聚光光伏发电和常规平板太阳能光伏发电的对比试验。
该项目的聚光光伏发电系统是陈应天教授针对太阳能光伏电池比较昂贵的情况，通过八面体聚光漏斗聚光的方式，增加照射到太阳能光伏电池板上的太阳光强度，从而提高单位面积太阳能电池的发电量，并配置跟踪太阳转动的系统，实现对太阳光朝向变化的适时跟踪，每块太阳能电池板能够像“向日葵”一样从早晨到晚上跟随太阳转动，最大限度地获得太阳能，节省光伏电池的使用量，降低太阳能光伏发电的建设成本，增强太阳能光伏发电的市场竞争力。该项目的建成，标志着我国聚光光伏电站建设迈出了重要的一步，将对聚光光伏发电系统的经济性、可靠性进行检验，为推广使用太阳能聚光光伏发电技术积累宝贵经验。
在国外，几十倍于工厂产能的订单已经排满了美国Emcore和Spectrolab 公司以后的几年。从07年8月开始，砷化镓高效聚光电池在国外正在被证明是低成本规模建造太阳能电站的有效途径。从2007年世界累计20吉瓦的光伏安装总量到2020年288吉瓦的目标，砷化镓聚光电池可望占据过去未曾预料过的比例，有人乐观估计为1/3。
四.未来太阳能电池市场前景展望
据美国NanoMarkets预测，薄膜太阳能电池2015年的发电量将达到26GW，销售额将超过200亿美元。实现增长的主要原因包括，各种薄膜太阳能电池的普及，以及比目前主流的结晶硅太阳能电池成本低、易弯曲、易制造的薄膜太阳能电池的亮相。该公司预计2015年前太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池。
薄膜太阳能电池由于成本低、重量轻以及可在柔性底板上制造，在住宅领域越来越受到欢迎。预计住宅薄膜太阳能电池市场2015年前将增长到23亿美元。
从种类来看，预计CdTe（镉·碲）薄膜太阳能电池市场将继续增长，2015年该市场的销售额将达到87亿美元。CdTe半导体具有光吸收系数和能带隙较高的优点。另外，该公司介绍说，此前担心的对环境的影响也变小。
CIS/CIGS太阳能电池虽然价格高、制造方面存在问题，但在薄膜太阳能电
池领域仍保持着明显优势。NanoMarkets 预计，该市场的销售额2015年前将接近50亿美元。（如下图所示）
根据相关产业分析预测，在2010年前，聚光型太阳能电池将有超过5亿美元的市场规模。（如下图所示）
4.1 聚光电池应用前景
将广泛应用于大型光伏发电领域
过去用于太空产业的三五族聚光型多接面的材料，效率较高，不过，因为需要向阳时间长，因此，比较适合大型的电厂。过去认为三五族中的砷化镓原料价格高，觉得要商业化仍有待观察，不过在亚洲出现第一家商业运转的电厂后，三五族的太阳能电池已有往上走的趋势。
目前跨足三五族太阳能电池的岛内厂商，几乎是清一色的LED 磊晶厂，除了全新以外，还有晶电、华上，主要是它的制程与LED 磊晶制程相近，以既有的相关设备即可转换生产，对LED 磊晶厂而言不需要巨额投资，就可以轻易转战。
高聚光光伏发电系统与晶硅电池和薄膜电池发电系统相比具有明显的成本优势，继而具有良好的发展前景预计到2010年发电量达500WM,2020年达到12GW 。（如下图所示）
碲化镉CIS/CIGS 住宅薄膜电池晶硅电池聚光电池23亿
50亿 87亿 > 5亿
五.行业重点技术和公司关注
目前专业制作砷化镓聚光电池的工厂有美国的Emcore, SpectroLab(波音的子公司)，西班牙的SolFocus公司和德国的Azur Space、台湾瀚昱、核研所等。美国Emcore公司：
主要致力于砷化镓电池的研发和生产。起初，该项技术是从卫星上的使用转变为聚光的太阳能发电站的规模应用，开始于07年8月。Emcore每年仅有80兆瓦的产能，但是他所赢得第一个电站的订单就有105兆瓦，2400万美元（1000倍聚光，合0.23美元/瓦）。随后Emcore 立即扩大产能，花了1000万美元，增加到目前每年150兆瓦的产能。
美国SpectroLab公司：
该公司成立于1956年，Spectrolab是美国波音公司旗下专注太阳能产品开发的子公司，是发展适用于地面环境使用的高效率聚光型太阳能电池的领导者，根据美国能源部可再生能源实验室所公布的报告，Spectrolab所发展的聚光型太阳能电池已创下目前世界最高40.7%的转换率纪录。
2008年该公司与太阳能系统（Solar Systems）公司签署价值数百万美元合同，以提供用于产生可再生能源的聚热式太阳能组合件。这些太阳能电池将应用于设置在澳大利亚Victoria州新建的154MW太阳能发电站。
2008年4月，SpectroLab 获得全世界的最大的电站订单，350兆瓦，9300万美元（1000倍聚光，合0.27美元/瓦）。按照这项新协议，公司将为产生超过350MW电力系统提供太阳能电池组合件。
2008年5月，与韩国电站签订订单，70兆瓦，2800万美元（500倍聚光，合0.40美元/瓦）；与SunPeak Solar电站签订订单，200-700兆瓦。
SolFocus公司（西班牙）
SolFocus 提供太阳能解决方案，使得太阳能发电的成本可与传统矿物燃料能源相抗衡。SolFocus 拥有不断扩展的产品和技术组合，包括太阳能光伏聚集器(CPV)系统，用于CPV 和平板PV 的智能跟踪系统，并正在向其他太阳能技术领域扩展。
该公司于2008年1月中旬宣布，与西班牙聚能光伏系统研究院（ISFOC ）合作，将在Castilla-LaMancha 建设ISFOC 的3MW 项目中第一次设置CPV 矩阵。 德国的Azur Space
Azur 成立于1964年，是德国一家专业从事太空太阳能电池应用的股份公司，其大部分业务集中在为其商业客户提供定制化设计，主要致力于单晶硅高效电池和砷化镓超薄电池技术的开发和应用。同时这家德国公司也生产超薄柔性电池，厚度只有20μm ，转换效率高达35%以上。该公司通过使用12×4英寸的AIXTRON 外延炉，生产出效率为35%的电池晶片并在晶片上开发更多结，为使这项技术切实可行，该公司认为必须提高GaInNAs 外延层的质量，目前正在开发晶格失配结构，并在设计电池时设置保护旁路二极管。 台湾核能研究所
2007年10月31日完成装机容量为100KW 的高聚光发电系统（HCPC ），预计2008年完成兆瓦级HCPV 示范系统建设。核研所已经在聚光技术方面提出光电效率39%的挑战目标（如下图表所示）
核研所已在聚光光伏发电领域内初步取得了一定研发成果和推广业绩。（如下表） 名 称
效 能 国内达成值 世界最佳值 核研所目标值
（2010年） 太阳电池
装换效率 37% 40.7% 39% 菲涅尔透镜
光学效率 82% 85% 85% 聚光模组
效率 26.1% 28.6% 28% 太阳光追踪器 精度 0.3度 0.1度 0.2度
保密协议书 技术转移 技术服务 专利申请
台湾瀚昱公司
国内第一家量产砷化镓薄膜太阳能电池的瀚昱能源，成立于2007年6月，虽然至今才成立一年，但不同于同业在量产后才开始找客户，而是先承接日本既有代工订单，让瀚昱成功的创下去年国内太阳能厂，最快获利纪录的亮眼成绩。 瀚昱技术团队来自于早期工研院次微米中心，拥有相当丰富的化合物半导体量产经验的，与日本三菱合作化合物半导体多年，并成为其供应链客户Hayashi 重要代工伙伴。公司目前已经建立了以玻璃为基板的III-V 族聚光型薄膜太阳能电池(Solar Cell)，发展出许多极具关键性的III-V 族高效率量产制程，可非常有效的节省生产成本，并且成功开发出多种高效率的太阳能模块、及被动式/主动式/混合式的太阳能追日系统。
瀚昱目前已获得美国、日本、东南亚、中东市场等多个国家认证，光是今年首季全球订单就超过500MW ，是原本规划产能的3倍以上。瀚昱今年年产能已有约45MW 规模，接下来将与系统厂商共同合作建厂，并发展出更高效率量产制程，年底将朝200MW(百万瓦)产能目标迈进，待经营一定成绩后，不排除明年再扩增1倍产能。
瀚昱砷化镓(GaAs)化合物其每瓦成本已从去年的3.5美元，降到目前的2.1美元，瀚昱稳定高质量量产技术，能有效掌握低成本设备及厂房，可大幅降低生产成本，明年目标有机会再调降到每瓦1美元水平。
台湾台达电
台达电（2308）领先开发的三五族聚光型太阳能电池已获得欧美电厂认证， 成功切入太阳能产业新材料，今年可望大量出货，主要供应给电厂。
台达电去年宣布开发完成转换效率超过35%的三五族聚光型太阳能电池（CPV ）接收器模块，台达电与发展聚光型太阳能电池技术的Spectrolab 公司共同合作，积极寻找硅晶圆以外的太阳能产业替代材料。
已签订26家厂商 完成4家，执行中5家洽谈中1家 完成1家，执行中2家 获得13项专利，另
33项专利已经获得
申请备案号
台达电主管表示，目前三五族太阳能生产的1瓦的太阳能电池模块成本虽然还比硅晶圆贵，但因体积小，未来一个足球场大的硅晶圆太阳能电池，只要用相当于A4纸张的三五族材料（砷化镓），非常适合小区的电厂使用，由于砷化镓的轻薄短小将使太阳能手机、PDA、数字相机等可以逐一实现，届时的需求量将相当大。
[相关连接]
台达电子是世界知名的电子公司，总部位于台湾，分公司及营业处遍及美国、日本、欧洲、苏格兰、新加坡等地，并已成为IT产业世界500强企业之一，全球员工40000余人。台达是全球最大的电源供应器制造商，市场占有率达25%以上。公司每年以40%的速度快速成长，2004年全球营业额超过250亿人民币。1992年8月在中国大陆投资建厂，目前在上海、天津、广东东莞、江苏吴江等地设有多座工厂，公司已在上海浦东成立电力电子研发中心，并在不断的扩大；在广东东莞,江苏吴江台达电子也陆续设立新的研发中心。台达电子的研发队伍在不断壮大的同时也在高频电源转换技术、创新线路拓扑技术、计算器辅助设计软件平台、光电传输模块等领域取得了重大的进展。
参考文献
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[2]于利威，李洪江聚光型太阳能电池研究进展
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高倍聚光太阳能电站项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/4f13511597.html, 高级工程师：高建
关于编制高倍聚光太阳能电站项目可行性 研究报告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国高倍聚光太阳能电站产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (12) 2.5高倍聚光太阳能电站项目发展概况 (12)
航天器太阳电池阵的研究进展 摘要：太阳电池阵是在轨航天器主要的电源系统。太阳电池阵由连入一定电路的太阳电池纵横排列而成，利用阳光直接发电而无化学过程。在太阳电池阵的发展历程中，其构型不断演变，变得日趋先进与完善。如今太阳电池阵的设计更多的融入发散思维与创新思维，在向新的台阶跨进，以满足更为复杂的航天任务。在本文中，我们将对太阳电池阵的发展历程进行回顾，并了解其发展现状以及展望未来的前景。 关键词：航天器、电池阵、结构、材料、功率大、质量小、发展过程 1.引言 太阳电池阵简称太阳阵（Solar Array），是航天器上的太阳能电池组成的阵列，由多个带盖片的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式组成。①它有着功率大、寿命长、质量小、构造简单、可靠等一系列优点，在宇宙空间中，它能吸收太阳的辐射能并将其转化为电能，为在轨航天器提供动力源。1957年前苏联发射的第一颗人造地球卫星开启了人类的空间探索时代。随着各种航天器的发射运行，太阳电池阵作为航天器的电源不断更新以适应日益严苛的工作条件。20世纪60年代以来，随着载人飞船、空间站以及深空探测计划的进一步实施，对航天器太阳电池阵提出了更高的要求。②如今人类对于宇宙空间的探索不断加深，航天器太阳电池阵所承担的任务也不断加剧，功能方面的不断细致化以及电力方面不断提高的需要等都在促使着航天器太阳电池阵不断地创新与进步。 2 航天器太阳电池阵的发展过程 第一种实用性的太阳电池是1954年研制成功的。然而由于这类早起点吃的价格较高，效率较低，加之顾客对许多新产品通常持有的怀疑态度，因此阻碍了它们的广泛应用。20世纪60年代，日本、法国、苏联等国家通过不同的方法使太阳阵的功能及效益得到改善得以使之投入应用之中。而太阳阵在航空器上的应用则是从人类探索宇宙后不久即开始了。1957年10月4日，苏联把第一颗人造卫星送入地球轨道，意味着空间时代的开始，但是这颗卫星和苏联之后发射的第二颗人造卫星一样都只是使用化学电池作为能源。1958年，苏联第一次将太阳阵用在了卫星上，但是其效率很低，6年多的时间里，该太阳能系统提供的功率不到一瓦。③ 自从1957年以来，太阳阵的尺寸在不断增大，而且越来越复杂。1958 年3 月,美国的Vanguard1星上首次安装了太阳电池板进行飞行实验④。那时的太阳电池阵是体装式，即把太阳能电池直接铺设或安装在航天器本体表面的某些位置上。对于这类太阳电池阵，支承太阳电池的结构（基板）往往就是卫星的外壳结构，或者是固定在外壳表面上的结构。体装式太阳阵分为多面体型与圆柱体型。⑤体装式的太阳阵较好的实现了航天器在空间对于太阳能的收集，很大程度解决了能源的供给问题，使卫星寿命明显延长，但是发电效率较低的问题却仍然没能很好解决，只能供给功率较小的小型卫星。为了解决这一问题，出现了展开式太阳电池阵。太阳桨（solar paddle）是展开式太阳电池阵的初级形式，往往以单块基板与卫星本体相连。但是不久之后，卫星设计提出了大功率太阳电池阵的要求，它们所提供的功率比太阳浆提供的更大，一种方法是采用定向式或半定向式太阳板（图1），另一种方法是在较大直径的飞行器上采用圆柱形或其他形状的本体安装式太阳电池阵（图2）。
（复制转载请注明出处，否则后果自负！） 自20世纪90年代以来，我国太阳能热水器行业保持了20年左右的快速增长。1992年，我国太阳能热水器产业年生产量只有50万平方米，而到2011年，我国太阳能热水器总产量达到5700万平方米。 目前我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和太阳能热水器市场，该产业也成为我国唯一在生产能力和利用规模上处于世界领先水平的可再生能源产业。随着太阳能热利用行业竞争态势的日趋激烈，有长远发展眼光的太阳能企业开始将创新放在各项工作的重中之重，无论是在核心技术还是外观形象，无论是集热技术、保温技术还是高能效技术、太阳能与建筑一体化技术，都取得了飞速的发展与进步。 前瞻产业研究院数据显示：2012年6月，国家财政部、发改委、工业和信息化部联合发起的《高效节能太阳能热水器惠民工程推广实施细则》正式出台。推广期限暂定为2012年6月1日至2013年5月31日，旨在通过采取财政补贴的方式，支持太阳能热水器的推广使用，拉动新能源产品的消费。 目前，我国城乡居民对洗浴热水的需求增长迅猛。在农村地区和中小城市，太阳能热水器已经成为提高人民生活质量、全面建设小康社会的重要手段。随着中高温太阳能热水器的开发以及太阳能与建筑一体化技术的日益完善，太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展，中国太阳能热水器市场潜力巨大。 另外，受益太阳能热水工程开始受到社会广泛认可、太阳能热水工程技术和产品结构实现突破，以及国家政策大力推动和地方政府的强力支持，我国太阳能热水工程市场增长迅猛，面临巨大的发展商机。 前瞻网《2013-2017年中国太阳能热水器行业产销需求与投资预测分析报告》共十章。首先介绍了太阳能的定义、特性、利用及太阳能热水器的基本概况，接着分析了国际国内太阳能热水器产业的现状，并对国内太阳能热水器市场的运行情况进行了细致地分析。然后具体介绍了国内主要省份太阳能热水器行业的发展、太阳能热水器与建筑结合情况。随后，报告对太阳能热水器市场做了竞争及营销分析、替代品行业发展分析、重点企业经营状况分析，最后解析了太阳能热水器市场的投资前景与发展趋势。 资料来源：前瞻网《2013-2017年中国太阳能热水器行业产销需求与投资预测分析报告》，百度报告名称可看报告详细内容。
江西科技师范大学 毕业论文 题目（中文）：聚光条件下太阳能电池性能的理论研究（外文）：Study of the power characteristic of solar cells in concentration 院（系）：xxxxxxxxxxxxxx 专业：xxxxxxxxxxxxxx 学生姓名：xxx 学号：xx xx 指导教师：x x 2016年4月20 日
目录 1.概述........................................................................................................................ - 1 - 2.聚光型太阳能材料及技术.................................................................................... - 1 - 2.1聚光用的太阳能电池原材料...................................................................... - 2 - 2.2产品构成与关键技术.................................................................................. - 2 - 3.聚光条件下太阳能电池发电的理论分析............................................................ - 3 - 3.1非聚光条件下的太阳能电池发电.............................................................. - 3 - 3.2聚光条件下的太阳能电池发电.................................................................. - 5 - 3.3聚光倍数与电池输出功率关系.................................................................. - 6 - 3.3.1 传热分析........................................................................................... - 6 - 3.3.2 聚光倍数与电池输出功率关系....................................................... - 7 - 3.3.3 计算实例......................................................................................... - 10 - 3.4聚光降低光伏发电成本............................................................................ - 11 - 3.4.1 聚光提高电池片转换效率............................................................. - 11 - 3.4.2 聚光减少昂贵的电池片消耗......................................................... - 11 - 4.总结与展望.......................................................................................................... - 12 - 结束语..................................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................. - 15 -
高倍聚光的Ⅲ-Ⅴ太阳电池发电成本分析 Xinghun1201 2009年6月22日星期一 决定CPV发电成本的主要因素是：（1）产量规模；（2）聚光倍数；（3）电池效率 目前和今后，发展类似LEDs制造方法制造多结化合物太阳电池，可以使得多结化合物太阳电池的成本大大降低，具有竞争力的CPV市场需要使用1000倍或更高倍聚光的Ⅲ-Ⅴ太阳电池，因为市场上Si太阳电池已经做到几百倍太阳聚光，虽然效率只有25%。用更高倍聚光来抵消Ⅲ-Ⅴ太阳电池生产成本。 另一个建议使用1000倍聚光的原因来源于CPV实际产业化实验成本分析，以西班牙NFLATCOM 项目为例，2000年完成的第一阶段实验，接近与完全聚光PV模块原型制造过程。使用RXI光学聚光器1000倍聚光，使用GaAs单结电池（25%）；使用高效率高倍聚光系统实现了商业光伏系统安装（10MWp）成本为2.8欧元/Wp，另外，如果加上其他不过预期的成本估算为4.8欧元/Wp，由此可见，需要使用1000倍聚光来抵消Ⅲ-Ⅴ太阳电池生产成本。 CPV在产业化实验的第二阶段，取得明显进展，实现了商业光伏系统成本为2.5欧元/Wp，据估算，工作在1000倍聚光，效率为30%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为2.5欧元/Wp，而对于工作在400倍聚光，效率为38%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为3.0欧元/Wp，对于工作在250倍聚光，效率为40%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为3.8欧元/Wp，对于工作在1000倍聚光，效率为26%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为2.8欧元/Wp，下图给出不同聚光条件和不同电池效率的光伏发电成本。 附图1：CPV系统发电成本与产量规模（上曲线10MWp，下曲线1GWp）、聚光倍数、电池效率的关系。(单位：欧元/Wp)
高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成 为太阳能领域的新焦点 经过30多年的发展，高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成为太阳能领域的新焦点，引起了行业内企业的追逐。在日光照射较好的几个欧美国家，已通过了优惠的上网电价法，随着具有40%转换效率的Ⅲ-V 族半导体多结太阳能电池的普及和成本下降，高倍聚光光伏电池市场进入快速增长期。与前两代电池相比，HCPV采用多结的砷化镓电池，具有宽光谱吸收、高转换效率、良好的温度特性、低耗能的制造过程等优点，使它能在高倍聚焦的高温环境下仍保持较高的光电转换效率。高倍聚光光伏系统技术门槛较高且行业跨度大，涵盖半导体材料及工艺制造、半导体封装、光学设计制造、自动化控制、机械设计制造、金属加工等领域。HCPV行业的产品包括了多结电池片外延材料、光电转换芯片、光接收器组件、聚光器、光伏模组、双轴跟踪器等。 电池芯片采用多结技术大幅提高光电转换效率 与硅基材料相比，基于III-V族半导体多结太阳能电池具有最高的光电转换效率，大致要比硅太阳能电池高50%左右。III-V族半导体具有比硅高得多的耐高温特性，在高照度下仍具有高的光电转换效率，因此可以采用高倍聚光技术，这意味着产生同样多的电能只需要很少的太阳电池芯片。多结技术一个独特的方面就是材料——可选择不同的材料进行组合使它们的吸收光谱和太阳光光谱接 近一致，相对晶硅，这是巨大的优势。后者的转换效率已近极限(25%)，而多结器件理论上的转换效率可达68%。目前最多使用的是由锗、砷化镓、镓铟磷3种不同的半导体材料形成3个p-n结，在这种多结太阳能电池中，不但这3种材料的晶格常数基本匹配，而且每一种半导体材料具有不同的禁带宽度，分别吸收不同波段的太阳光光谱，从而可以对太阳光进行全谱线吸收。 HCPV芯片的生产过程如下，首先利用MOCVD技术在4英寸锗衬底上外延砷化镓和铟镓磷形成3结电池片的材料，然后在外延片上利用光刻、PECVD、蒸镀等技术，制备减反膜以及主要成份为银的金属电极，再经划片清洗等工艺，生产出HCPV芯片。HCPV芯片的主要生产商有美国的Spectrolab、Emcore，德国的Azurspace，加拿大Cyrium，中国台湾Arima、Epistar等。衬底剥离的芯片和量子点技术是目前HCPV芯片领域的新热点。 接收器要安全可靠稳定地应用于系统 聚光太阳能电池芯片被封装到光接收器中，接收器封装对太阳能电池进行保护，对会聚光均匀化，同时起到散热的作用。接收器组件还包括旁路二极管和引线端子。芯片的主要焊接工艺有回流焊和共晶焊，二者最主要的区别在于前者使用助焊剂焊接，在焊接后需要清洗去除残留助焊剂，而共晶焊使用无助焊剂的焊片焊接。为了将电从芯片导出，需要进行金带键合将芯片和外围电路连接起来。接收器组件的检验指标主要包括空洞率和电性能测试，空洞率是检验焊接良好与否的标准。电性能方面，5.5mm×5.5mm接收器组件在500倍太阳光下的光电 转换率高达38.5%以上。在实际使用中，还需要将接收器组件与二次光学器件、散热器封装在一起，组成完整的接收器。二次光学器件可以降低对跟踪器高精准度的要求，并使通过涅尔透镜聚焦后的光斑更加均匀地照射到电池芯片上。 二次光学元件通常是光学玻璃棱镜或中空的倒金字塔金属反射器。为了最大限度地利用太阳能资源，节省芯片材料以降低成本，可以提高电池的聚光倍数，
摘要 近年来，多晶硅原材料的紧缺，已制约了单晶硅或多晶硅的硅级电池的规模生产。由于高昂的上游原料的成本导致光伏发电成本居高不下，与传统的电力价差悬殊是光伏并网发电市场尚不能全面启动的主要因素之一。高倍聚光电池及系统的规模应用，将在缓解太阳能电池对硅原料的依赖和降低成本方面有很大的改进和创新。 关键词：硅级电池高倍聚光电池低成本新型技术
绪言 (4) 一.聚光型太阳能材料及技术 (5) 1.1聚光用的太阳能电池原材料 (5) 1.2产品构成与关键技术 (5) 二.产品与技术发展模式 (5) 三.产品核心优势 (6) 3.1 光电转换效率高 (6) 3.2 单位面积输出功率高 (7) 3.3 市场应用现状 (7) 四.未来太阳能电池市场前景展望 (7) 4.1 聚光电池应用前景 (8) 五.行业重点技术和公司关注 (9) 参考文献13
聚光电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施，通过聚光器使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内，形成“焦斑”或“焦带”，并将太阳电池置于“焦斑”或“焦带”上，以增加光强克服太阳辐射能流密度低的缺陷，从而获得更多的电能输出。通常聚光器的倍率大于几十，其结构可采用反射式或透镜式。聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪，散热方式可以是气冷或水冷，有的与热水器结合，既获得电能，又得到热水。用于聚光太阳电池的单体，与普通太阳电池略有不同，因需耐高倍率的太阳辐射，特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证，故在半导体材料选择、电池结构和栅线设计等方面都比较特殊。最理想的材料是砷化镓，其次是单晶硅材料。在电池结构方面，普通太阳电池多用平面结构，而聚光太阳电池常采用垂直结构，以减少串联电阻的影响。同时，聚光电池的栅线也较密，典型的聚光电池的栅线约占电池面积的1O％，以适应大电流密度需要。
聚光太阳能发电的几种主要形式 一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。 其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的
单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。 缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高 聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电使用抛物镜将光线聚集到充有合成油的吸热管上，再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里，将热量通过此加热循环水，将水加热，产生水蒸气，推动涡轮转动使发电机运转，以此来发电。 聚光太阳能发电与太阳能电池不同，太阳能电池使用太阳电池板将太阳能直接变成电能，可以在阴天操作，CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。 聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电系统由聚光太阳能接收器,聚光镜,阳跟踪机构组成.聚光太阳能接收器包括聚光太阳能电池,旁路二极管和散热系统等.聚光太阳能电池是将
2010NO.16 China New Technologies and Products 中国新技术新产品 高新技术 我国太阳能发展现状与前景 郝钢 （内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010000） 1太阳能的发展前景 随着现代社会的快速发展，人们对能源的需求量也在不断的增长，全球范围内的能源危机也日益突出。传统的化石能源，如：煤炭，石油，天然气更是有限。随着21世纪的到来传统能源濒临枯竭，造成能源危机，还会造成全球的环境问题。如全球变暖燃煤会通过煤渣和烟尘放出大量有化学毒性的重金属和放射性物质。而随着化石能源的减少，其价格不断升高，这将会严重制约着人们的生产和生活水平的提高。因此发展可再生能源的呼声越来越多，太能能这种情节廉价的资源就因运而生了。 太阳能发电有自己独有的优势[1]，主要包括：燃料免费；没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件；保持系统运转仅需很少的维护；系统为组件，可在任何地方快速安装；无噪声，无有害排放和污染气体而且地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍。地表每平方米平均受到的辐射可圣朝1700kW.h电。国际能源署的相关数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，就足以满足全球能源需求。所以，太阳能光复享有广阔的发展空间，其潜力十分巨大。 2我国太阳能发展现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。除四川盆地以外，全国其他地区的太阳辐射也相当可观[2]。 我国有这么丰富的太阳能资源，但是没有得到最合理的开发和利用，我国的太阳能事业还处在起步阶段，已经开发了一些小型的太阳能设备。比如：太阳能热水器、太阳灶、太阳房、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能热发电系统和太阳能光伏发电系统。这些小型的太阳能设备只能满足一小部分人的需要，如果要满足一座城市甚至一个省用电量的需要就必须建立一座大型的太阳能光伏发电站。而我国现在在这方面还在起步阶段，已经建立了几个试点项目。而国家对于太阳能的发展现在还没有出台一套很完备的政策、法律法规。而这种太阳能发电站的建设必须得到国家的有力支持才可以继续下去。 3发展太阳能的意义 在当今世界能源结构中，人类所利用的能 源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源，根据 “BP Statistical Review of World Energy,June 2003”的统计，20002年世界一次能源消费量为 94，05亿吨石油当量。截至2002年底，世界石油 可采储量为1427亿吨，可采40.6年；天然气为 1557800亿立方米。可采60.7年；煤炭为9844.5 亿吨，可采204年。[3] 我国能源资源储量不容乐观。根据最新资 料，现有探明技术可开发能源总资源量超过 8230亿吨标准煤，探明经济可开发剩余可采总 储量为1392亿吨标准煤，约占世界总量的 10.1%。我国人口众多，人均能源资源占有两非 常低。而我国所面临的却是能源需求量成倍增 长的严重挑战。 由以上分析可见，在人类开发利用能源的 历史长河中，以石油、天然气和煤炭等化石能源 为主的时期，仅是一个不太长的阶段，他们终将 走向枯竭而被新的能源所取代。人类必须未雨 绸缪，及早寻求新的替代能源。研究和实践表 明，新能源和可再生能源资源丰富，分布广泛， 可以再生，不污染环境，是国际社会公认的理想 替代能源。根据过节权威机构的预测，到2060 年，全球新能源和可再生能源的比例，将会发展 战士节能与构成的50%以上，成为人类社会未 来能源的基石，世界能源舞台的主角，是目前大 量应用的化石能源的替代能源。[4] 3.1改善环境 通过使用新能源来替代化石能源，可以减 少因燃烧化石能源而造成的二氧化碳和烟尘排 放量，给环境造成的损失。光复发电不产生传统 发电技术带来的污染物排放和安全问题，没有 废弃或噪音污染。 3.2节省空间 光复发电是一种简单的低风险技术，集合 可以安装在任何有光的地方。这意味着在公共、 私人和工业建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安 装潜力。在运行中，这个系统还可以降低建筑的 受热，增加通风。光复还可以作为隔声板装在公 路两侧。光复在提供大量电力供应的同时，避免 占用更多的土地。 3.3增加就业 光复发电能够提供重要的就业机会。安装 阶段创造大量的就业产生在（安装工人、零售商 和服务工程师），租金地方经济发展。根据欧洲 光伏发电行业信息显示，生产每兆瓦光伏产品 大约产生10个就业机会，安装每兆瓦光伏系统 创造大约33个就业机会。批发和间接供应可提 供3-4个就业岗位，研究领域提供1-2个就业 机会。所以在整个产业链中可提供50个就业机 会。在未来几十年，随着规模的扩大，自动设备 的使用，这些数据会有所降低。但是，光伏发电 产业不仅仅是一个资金密集型产业，同时也是 一个劳动密集型产业。目前我过光伏技术及产 业的就业总人数近万。到2020年将达到10万 人左右。按照中或电力专家的研究，2050年，光 伏发电行业将达到装机容量10亿KWp,年生产 和安装1亿KWp,就业人口将超过500万人。 3.4提供农村电力 光伏发电系统结实耐用，易于安装和具有 灵活性等特征，使其可满足世界任何地方的农 村电力需求。 4总结 我国能源供应主要依靠煤炭，石油资源有 限，只有通过扩大天然气、核电、可再生能源的 开发利用来降低煤炭消费比例。从长远来看，大 力发展可再生能源可以逐步改善以煤炭为主的 能源结构，促进常规能源资源更加合理有效地 利用，缓解与能源相关的环境污染问题。开发利 用可再生能源，并建立必要的技术贮备，可以减 少我国对国外矿物能源的依赖，增强国家抗御 能源安全风险的能力。 太阳能光伏发电是目前比较成熟的技术， 具有安全可靠、无噪音、无污染、能量随处可得、 不受地域限制、无需消耗燃料、建站周期短、无 需架设输电线路、可以方便地与建筑物相结合 等优点，是常规发电和其它发电方式所不及的。 所以，我国要大力发展可再生能源，使得社 会能够更稳定快速长期的发展。 参考文献 [1]施钰川.太阳能原理与技术[M].西安交通大学， 2009，4. [2]刘志章.内蒙古自治区太阳能发展规划[R].内 蒙古自然能源研究所，2007，9. [3]王长贵，郑瑞澄.新能源在建筑中的应用[M].中 国电力出版社，2003，7. [4]吕芳.太阳能发电[M].化学工业出版社，2009，5. [5]赵庆波，单葆国.世界能源需求现状及展望[J]. 中国能源，2002，12. 作者简介：郝钢（1982-），男内蒙古工业大 学供热、供燃气、通风及空调工程专业2007级 研究生。 摘要：社会的不断发展使得人们对能源的需求越来越高，而现在的能源储备已经不足以满足我们的生活需要，我们必须发展新能源，太阳能就是一个可再生能源，它可以说是取之不尽用之不竭。而我国的太阳能发展还只是处于起步阶段，要走的路还很长。本文只是让大家了解我国太阳能的现状。 关键词：太阳能光伏发电；化石能源 立新的进渣与排渣的平衡点，在调整操作过程中，极易引起冷渣器故障。因此，对冷渣器进渣进行调整时，应做到谨慎平稳调整，逐步过渡，防止进渣量失控。锅炉正常运行中冷渣器宜采用少量进渣，连续运行方式，并根据锅炉负荷及煤质情况确定冷渣器投入的数量，一般以对称投入为宜。 3.3.3改进后的运行情况 以上改进措施实施后，较好的解决了冷 渣器的堵塞问题，未再次发生结焦现象，保证 了机组的正常运行，改良效果显著。 4结语 冷渣器能否可靠工作，对锅炉的稳定运 行有直接影响。如果冷渣器不能正常排渣，锅 炉只有降负荷运行或停炉。因此改进冷渣机 及其系统，合理控制冷渣器的运行方式，对保 证机组长期连续稳定运行意义十分明显，而 这也就是本文主要的意旨所在。 参考文献 [1]李金晶，王巍,杨石等.滚筒冷渣器传热特性 的实验研究[J].电站系统工程，2009-01-15. 13 -- 中国新技术新产品
第29卷 第12期2008年12月 半 导 体 学 报 J OU RNAL O F S EM ICOND U C TO RS Vol.29 No.12 Dec.,2008 3国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA 05Z 410),国家基础研究发展规划计划前期研究专项(批准号:2007CB 216405),云南省自然科学基金重点资 助项目(批准号:2007C 0016Z ,2005E 0031M )及教育部出国留学回国人员基金资助项目 通信作者.Email :l mdocyn @p https://www.doczj.com/doc/4f13511597.html, 2008206214收到,2008207215定稿Ζ2008中国电子学会 槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列3 徐永锋1 李 明1,2, 王六玲1 何建华1 张兴华1 王云峰1 项 明1 (1云南师范大学物理与电子信息学院,昆明 650092) (2云南师范大学太阳能研究所,昆明 650092) 摘要:基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试 实验.结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I 2V 曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快.而砷化镓电池阵列有较好的I 2V 曲线,其效率由聚光前的23166%增加到26150%,理论聚光比为16192时,输出功率放大1112倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率.砷化镓电池阵列P m 、F F 和η的温度系数分别为-0112W/K 、-0110%/K 和-0121%/K ,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热.研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4123;16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8146.研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据. 关键词:聚光太阳能系统;输出功率;填充因子;温度系数EEACC :8230G ;8250;8420中图分类号:TN 304 文献标识码:A 文章编号:025324177(2008)1222421206 1 引言 目前,开发利用太阳能已成为世界各国可持续发展的主要战略决策,但是,太阳能量的分散性却成为利用太阳能的主要障碍[1].采用聚光方法,几倍乃至几百倍地提高太阳能辐射功率密度,以提高单位面积太阳电池的输出功率,降低光伏发电成本,具有较好的应用前景[2].国际上,20世纪70年代末至80年代初,美国M I T 的Hendire 及美国B r ow n 大学的Russell 教授最先涉及光伏与光热的研究[3,4];1995年挪威学者对PV/ T 系统进行了实验研究[5,6] ;而希腊学者于2002年对 PV/T 系统进行了实验研究[7,8] ,较为详细地报道了用水或用空气作为太阳电池板冷却工质时,系统的供电与供热特性;澳大利亚国立大学可再生能源研究中心采用80个槽式抛物面跟踪太阳反射镜系统,聚22倍光作用于太阳电池板,此时电池的效率达到22%以上,在同等功率输出条件下,采用槽式抛物面聚光太阳能光伏发电的成本仅为非聚光平板太阳能光伏发电成本的60%,该大学在2004年对槽式聚光系统在热电联供方面做了较系统的研究[9].目前国内只是对单片常规电池进行实验和模拟计算研究,并没有相关的实验研究.因此本文基于槽式聚光太阳能系统,汇集高密度太阳能对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列、砷化镓电池阵列进行实验研究,根据太阳电池阵列的特性曲线分析电池性能,找出影响电池阵列输出特性的因素,并分析了不同光照情况下的I 2V 曲线. 为保证电池效率及防止电池温度过高,采用冷却方法,控制冷却流体的流速来调节电池的温度,同时得到热能.研究工作对槽式聚光太阳能系统进一步优化提供依据. 2 实验 槽式聚光太阳能系统集热装置如图1所示,采用结构简单、跟踪方便、应用最广泛的槽式抛物面反射聚光器,集热器内腔体为纯铝型材,内腔体与外腔体之间用保温层隔开,太阳电池由导热绝缘胶贴在集热器下表面.太阳光由镜面反射汇集在电池上,成倍增加单位面积电池的输出功率,通过背面圆形管道中的水强制冷却电池温度,热水流出导管后被存储起来对外供热.在聚光条件下,太阳电池阵列输出电功率,同时得到热能,系统可实现热电联供 . 图1 槽式聚光太阳能系统集热装置图 Fig.1 Diagra m of collect or of t he t rough conce nt rating solar e negy syste m
聚光太阳能发电?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收
器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高
中国首座高倍聚光光伏电站投入运营 source:中国工控网 中国首座商业化运营的并网高倍聚光光伏电站近日正式启动，该电站由上海聚恒太阳能有限公司在哈尔滨工业大学（威海）校园内建设。据悉，国家金太阳认证中心-国家计量科学院鉴衡认证中心也在此挂牌"金太阳高倍聚光光伏示范电站"。 该光伏列阵由48个聚光光伏组件组成， 不同于大家熟悉的通常呈蓝色或黑色的晶体硅平板太阳能电池板，聚光光伏组件是由透明的平板玻璃光学系统和太阳能电池组成的 被称之为第三代光伏技术的高倍聚光光伏发电技术使用高效率的多结三五族太阳能电池，光电转换效率已达41%，理论上可达70%。多结三五族太阳能电池也被称为砷化镓电池，是目前光电转换效率最高，达到晶体硅技术的两倍，同时也是效率增长潜力最大的太阳能电池。由于其价格非常昂贵，最早使用在太空领域为卫星和空间站提供能源，地面使用难以普及。但由于这种电池的转化效率可随着聚光倍数的增加而提高，因此利用低成本的聚光光学系统和此电池结合在一起，就能以低廉的成本获得高效率的发电系统。由于聚光太阳能电池转化效率高，一方面可以降低光伏发电成本，同时也可以大幅减少光伏电站的建设用地；因此，它也是最有希望在大型光伏电站中使用，将发电成本降低到可以和煤电成本相竞争的光伏技术。 由于高倍聚光光伏发电技术在国内才起步，在太阳能光伏几种技术中，参与的企业和影响力还很小。而在欧美聚光光伏已逐步成为主流技术，尤其是2010年以来，高倍聚光光伏已获得数个10MW及以上级别的光伏电站项目，此前，美国加州曾批准建造1GW聚光型太阳能电站。哈工大太阳能研究所的成立，利用哈工大在航 空航天技术领域的优势，及威海光照资源好、地处经济发达区域的特点，将聚光光伏技术的综合应用作为重点，优先开展聚光发电、聚光海水淡化等课题研究，促进高倍聚光光伏技术在中国的快速发展。 在哈尔滨工业大学威海校区建设的峰值功率11KW高倍聚光光伏电站（576倍聚光），是国内第一个按照商业化系统建设且并网发电、投入运营的高倍聚光光伏电站， 也是目前已报道的国内转换效率最高的并网光伏电站（直流效率25%）。据哈工大威海校区马校长透露，接下来会在威海建设1MW的聚光光伏电站，并在此基础上进行聚光太阳能海水淡化等能源综合利用。年内聚恒太阳能会在北京、内蒙古、新疆、吉林、四川、广东等地建设类似规模的聚光光伏试点电站，为在国内各类地区建设大规模聚光光伏电站做储备。
太阳能光电工程学院 《太阳能电池及其应用》 课程设计报告书 题目：聚光型太阳能电池技术及现状 姓名： 设计成绩： 指导教师： 摘要 本文概述了目前全球能源现状，以及聚光型太阳能电池的市场背景，表明了太阳能发电的重要性和前景，详细介绍了聚光型太阳能电池的技术、现状以及与普通太阳能电池的区别，并对普通太阳能电池与聚光型太阳能电池发电所需发电成本进行比较。详细介绍了塔式、槽式、碟式太阳能发电的原理及优缺点。
指出电池冷却技术的必要性和冷却技术。同时指出聚光型太阳能电池发展面临的困难和解决措施，以及今后的发展方向。通过改造电池制造工艺、提高转换效率、聚焦技术的应用等手段，可以有效降低光伏发电成本，也是国内外本领域研究的热点。其中采用聚焦技术是一个有效地方法。对常规太阳能电池进行聚光，使太阳电池工作在几倍乃至几百倍的光强条件下，一定程度上克服了太阳能量的分散性，可以提高单位面积太阳电池的输出功率，大大降低光伏发电成本，具有很好应用前景。 关键词：聚光型太阳能电池技术措施 目录 绪言 (2) 1.聚光型太阳能原理及技术 (3)
1.1聚光型太阳能电池的原理 (3) 1.2聚光型太阳能电池的关键技术 (4) 1.3塔式太阳能发电技术 (5) 1.4槽式太阳能发电 (6) 1.5碟式太阳能发电 (7) 1.6电池的冷却技术 (7) 2.产品的的核心优势 (10) 2.1光电转换效率高 (10) 2.2单位面积输出功率高 (10) 3.现状与展望 (10) 3.1我国聚光型太阳能电池的现状 (10) 3.2展望 (11) 参考文献 (12) 绪言 随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，由于全球气候变迁、空气污染问题以及资源的日趋短缺之故，传统的燃料能源正在一天天减少，与此同时全球还有约20亿人得不到正常的能源供应。寻找新能源成
砷化镓太阳能光伏电池发展现状分析 作者：佚名日期：2009年09月07日来源：不详【字体：大中小】我要投稿近年来，基于硅材料的太阳能电池价格起伏不定，光伏产业巨大的泡沫由于经济危机而破裂，对产业的健康发展产生了较大影响。聚光型太阳电池可以减小对原料在量上的依赖程度，进而对降低光伏系统建造成本和产业多元化发展起到积极作用。较之薄膜电池和普通晶体硅电池，聚光型太阳电池的光电转化率较高，因此受到研究者的高度重视一、砷化镓电池基本介绍近年来，太阳能光伏发电在全球取得长足发展。常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电池，然而由于原材料多晶硅的供应能力有限，加上国际炒家的炒作，导致国际市场上多晶硅价格一路攀升，最近一年来，由于受经济危机影响，价格有所下跌，但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来困难。目前，技术上解决这一困难的途径有两条：一是采用薄膜太阳电池，二是采用聚光太 一、砷化镓电池基本介绍 近年来，基于硅材料的太阳能电池价格起伏不定，光伏产业巨大的泡沫由于经济危机而破裂，对产业的健康发展产生了较大影响。聚光型太阳电池可以减小对原料在量上的依赖程度，进而对降低光伏系统建造成本和产业多元化发展起到积极作用。较之薄膜电池和普通晶体硅电池，聚光型太阳电池的光电转化率较高，因此受到研究者的高度重视[1]。 聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高，电池占地面积小和耗材少的优点。高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。 二、砷化镓电池与硅光电池的比较[3] 1、光电转化率： 砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。目前，硅电池的理论效率大概为23%，而单结的砷化镓电池理论效率达到27%，而多结的砷化镓电池理论效率更超过50%。 2、耐温性 常规上，砷化镓电池的耐温性要好于硅电池，有实验数据表明，砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作，但是硅电池在200℃就已经无法正常运行。