綠色太陽能電池漸成下個掘金熱點

眾所周知，利用太陽能有許多優點，光伏發電將為人類提供主要的能源，但目前來講，要使太陽能發電具有較大的市場，并被廣大的消費者接受，提高太陽能電池的光電轉換效率，降低生產成本應該是我們追求的最大目標，從目前國際太陽能電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。從工業化發展來看，太陽能電池重心已由單晶向多晶方向發展。

1.太陽能電池的性能特點及

應用領域

太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或光電池，是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被光照到，瞬間就可輸出電壓及電流。在物理學上稱為太陽能光伏（PV），簡稱光伏。

太陽能電池的作用，是通過光電效應或者光化學效應，將太陽的光能直接轉換為有用的直流電能，是太陽能光伏應用的關鍵器件。太陽能電池具有輸出直流電壓、單個電壓低、使用壽命長、運行無噪音、安全可靠、無污染、無輻射；能量隨處可得，無需消耗燃料；無機械轉動部件，維護簡便，使用壽命長；建設周期短，規模大小隨意；可以無人值守，也無需架設輸電線路，還可方便與建筑物相結合等優勢。這些都是常規發電和其它發電方式所不及的。

最早問世的太陽能電池是單晶硅太陽能電池。硅是地球上極豐富的一種元素，幾乎遍地都有硅的存在，可說是取之不盡。用硅來制造太陽能電池，原料可謂不缺。但是提煉它卻不容易，所以人們在生產單晶硅太陽能電池的同時，又研究了多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池，至今以商業規模生產的太陽能電池，還沒有跳出硅的系列。其實可供制造太陽能電池的半導體材料很多，目前已進行研究和試制的太陽能電池，除硅系列外，還有硫化鎘等許多類型的太陽能電池。以光電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。

標志太陽能電池性能指標的參數較多，但是從實際使用的角度來說主要有以下基本特征。

硅太陽能電池的一般制成P+/N型結構或N+/P型結構，P+和N+，表示太陽能電池正面光照層半導體材料的導電類型；N和P，表示太陽能電池背面襯底半導體材料的導電類型。太陽能電池的電性能與制造電池所用半導體材料的特性有關。太陽能電池的性能參數由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。這些參數是衡量太陽能電池性能好壞的標志。隨著日照強度的加大輸出電壓呈上升狀態，輸出電流基本不變輸出功率也在快速地上升。當達到一定程度時，曲線呈下降趨勢，并出現一個最大的功率點。太陽能電池在實際使用中為了發揮其最大的發電效益，通過相應的技術控制手段使得其工作時的輸出在最大的功率點附近。P-N結太陽能電池包含一個形成于表面的淺P-N結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露于太陽光譜下時，能量小于禁帶寬度Eg的光子對電池輸出并無貢獻。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會對電池輸出貢獻能量Eg，大于Eg的能量則會以熱的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設計和制造過程中，必須考慮這部分熱量對電池穩定性、壽命等的影響。這種用光的顏色波長與所產生電能的關系就用分光感度來表示，而不同的太陽能電池具有不同分光感度的特性曲線。比如在日光下使用時，選用單晶硅太陽能電池可以獲得較好的發電效果；在室內熒光燈下使用時計算器、充電器等就要選用非晶硅太陽能電池以獲得較好的使用效果。

2.太陽能電池的主要種類

多元化合物太陽能電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽能電池。現在各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，目前進入商品化的常用太陽能電池產品種類按照其所采用的制造材料、技術原理和使用方式等可以分為幾種不同的類型，其中硅太陽能電池是目前發展最成熟的，在應用中居主導地位。

硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。在實驗室里最高的轉換效率為24.7%，規模生產時的效率為15%。在大規模應用和工業生產中占據主導地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節省硅材料，發展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產品。多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實驗室最高轉換效率為18%，工業規模生產的轉換效率為10%。因此多晶硅薄膜電池不久將會在太陽能電地市場上占據主導地位。非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉換效率較高，便于大規模生產，有極大的潛力，但受制于其材料引發的光電效率衰退效應，穩定性不高，直接影響了它的實際應用。如果能進一步解決穩定性問題及提高轉換率問題，那么，非晶硅太陽能電池無疑是太陽能電池的主要發展產品之一。硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規模生產，但由于鎘有劇毒，會對環境造成嚴重的污染，因此，并不是最理想的替代產品。砷化鎵（GaAs）III-V化合物電池化合物材料具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強，對熱不敏感，適合于制造高效單結電池。但是GaAs材料的價格不菲，因而限制了GaAs電池的普及。

銅銦硒CuInSe2簡稱CIC，是一種性能優良太陽光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導帶與價帶之間的能級差）多元的半導體材料，可以擴大太陽能電池吸收光譜范圍，進而提高光電轉化效率。CIS材料的能降為1.leV，適于太陽光的光電轉換。另外，CIS薄膜太陽能電池不存在光致衰退問題。因此，CIS用作高轉換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目，以它為基礎可以設計出光電轉換效率比硅薄膜太陽能電池明顯提高的薄膜太陽能電池，可以達到的光電轉化率為18%。而且，此類薄膜太陽能電池到目前為止，未發現有光輻射引致性能衰退效應（SWE），其光電轉化效率比目前商用的薄膜太陽能電池板提高約50～75%，在薄膜太陽能電池中屬于世界最高水平的光電轉化效率。由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發展又必然受到成本上的限制。

有機太陽能電池，顧名思義就是由有機材料構成核心部分的太陽能電池。如今量產的太陽能電池里，95％以上是硅基的，而剩下的不到5％也是由其它無機材料制成的。有機太陽能電池以具有光敏性質的有機物作為半導體的材料，以光伏效應而產生電壓形成電流。有機太陽能電池按照半導體的材料可以分為單質結結構、P-N異質結結構、染料敏化納米晶結構。

納米晶體化學學能太陽能電池是新近發展的，以染料敏化納米晶體太陽能電池（DSSCs）為例，這種電池主要包括鍍有透明導電膜的玻璃基底、染料敏化的半導體材料、對電極以及電解質等幾部分。染料分子吸收太陽光能躍遷到激發態，激發態不穩定，電子快速注入到緊鄰的TiO2導帶，染料中失去的電子則很快從電解質中得到補償，進入TiO2導帶中的電于最終進入導電膜，然后通過外回路產生光電流。優點在于它廉價的成本、簡單的工藝及穩定的性能。其光電效率穩定在10％以上，制作成本僅為硅太陽能電池的1/5～1/10。壽命能達到20年以上。此類電池的研究和開發剛剛起步，估計不久的將來會逐步走上市場。

目前太陽能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩種，它們各自的特點決定了它們在不同應用中擁有不可替代的地位。但是，未來10年晶體硅太陽能電池所占份額盡管會因薄膜太陽能電池的發展等原因而下降，但其主導地位仍不會根本改變；而薄膜電池如果能夠解決轉換效率不高、制備薄膜電池所用設備價格昂貴等問題，會有巨大的發展空間。

3.太陽能電池的結構原理

太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程，后一個過程是熱—電轉換過程。太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，因此，目前只能小規模地應用于特殊的場合。光—電直接轉換方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管。當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的。

太陽能電池按結晶狀態可分為結晶系薄膜式和非結晶系薄膜式兩大類，而前者又分為單結晶形和多結晶形。按材料可分為硅薄膜形、化合物半導體薄膜形和有機膜形，而化合物半導體薄膜形又分為非結晶形、ⅢV族、ⅡⅥ族和磷化鋅等。太陽能電池是一種對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，現以晶體硅為例描述光發電過程。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P-N結。當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發生了越遷，成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差；當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是光子能量轉換成電能的過程。太陽能電池的發電原理，主要是通過使用半導體材料將較薄的N型半導體置于較厚的P型半導體上，當光子撞擊該裝置的表面時，P型和N型半導體的接合面有電子擴散產生電流，可利用上下兩端的金屬導體將電流引出利用。太陽能電池是一種可以將能量轉換的光電元件，其基本構造是運用P型與N型半導體接合而成的。半導體最基本的材料是“硅”，它是不導電的。但如果在半導體中摻入不同的雜質，就可以做成P型與N型半導體，再利用P型半導體有個電洞，與N型半導體多了一個自由電子的電位差來產生電流。所以當太陽光照射時，光能將硅原子中的電子激發出來，而產生電子和電洞的對流，這些電子和電洞均會受到內建電位的影響，分別被N型及P型半導體吸引，而聚集在兩端。此時外部如果用電極連接起來，便會形成一個回路。太陽光照在半導體P-N結上，形成新的空穴-電子對，在P-N結電場的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就形成電流。

太陽能電池能量轉換的基礎是光生伏特效應。當光照射到PN結上時產生電子一空穴對，在半導體內部結附近生成的載流子沒有被復合而到達空間電荷區，受內建電場的吸引，電子流入N區，空穴流入P區，結果使N區儲存了過剩的電子，P區有過剩的空穴。它們在PN結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外，還使P區帶正電，N區帶負電，在N區和P區之間的薄層就產生電動勢，這就是光生伏特效應。

近年來超級電容發展快速，容量超大，面積反縮小，加上產品價格低廉，因此有部分太陽能產品開始應用超級電容來充電，因而改善了太陽能充電的許多問題。例如充電較快速，壽命長5倍以上，充電溫度范圍較廣，減少太陽能電池用量（可低壓充電）。目前太陽能電池的成本還較高，要達到足夠的功率，需要相當大的面積放置電池。光熱轉換即靠各種集熱器把太陽能收集起來，用收集到的熱能為人類服務。

4.硅太陽能電池的功用特點

硅半導體類太陽能電池是使用的最早、最為廣泛的一類太陽能電池?？煞譃橄铝兄饕念愋?。

單晶硅太陽能電池是當前開發得最快的一種太陽能電池，它的結構和生產工藝已定型，產品已廣泛用于空間和地面。大部分單晶硅的4個角落都會有空隙，從外觀上很容易分辨。單晶硅太陽能電池以高純度的單晶硅棒為原料，純度要求達到99.999%，制作時將單晶硅棒切成片，一般每片厚度約為0.3mm。硅片經過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太陽能電池片，首先要在硅片上摻雜和擴散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行，這樣就在硅片上形成PN結。然后采用絲網印刷法，將配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經過燒結，同時制成背電極，并在有柵線的面涂敷減少光反射材料，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。制成單晶硅太陽能電池的單體片經過抽查檢驗，即可按所需要的規格采用串聯和并聯的方法構成有一定輸出電壓和電流能力的太陽能電池組件，最后用框架和密封材料進行封裝。根據系統設計，可將太陽能電池組件分成各種大小不同的太陽能電池方陣，亦稱太陽能電池陣列。單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為17%左右，最高的達到24%，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，目前廠商一般都提供25年的質量保證。

單晶硅太陽能電池組件是當前發展最快的一種太陽能電池，它的構成和生產工藝已定型，產品已廣泛用于空間和地面。這種太陽能電池以高純度的單晶硅棒為原料，單晶硅太陽能電池由圓柱形的晶錠切割而成，并非是完整的正方形，造成了一些精煉硅料的浪費，所以制程較貴。單晶硅太陽能電池的特征如下：硅原料的儲藏豐富、密度低、材料輕其本身對環境的影響低；光電轉換效率最高，使用壽命長；發電特性穩定，約有20年的耐久性。由于在太陽光譜主區域內光吸收系數相當小，為了吸收太陽光譜電池需要100μm2厚度的硅，因此使用的硅材料多、價格高。在太陽能光譜的主區域上，光吸收系數只有10000cm，相當小。為了增強太陽能光譜吸收性能，需要100um厚的硅片。目前單晶硅太陽能電池的研發課題是降低成本和提升效率。單晶硅太陽能電池的轉換效率為15%～17%，而太陽能電池組件的轉換效率為12%～15%。太陽能電池組件的轉換效率是以該組件中轉換效率最低的太陽能電池的轉換效率為基準，而不是取太陽能電池的平均轉換效率。

多晶硅太陽能電池的生產需要消耗大量的高純硅材料，而制造這些材料工藝復雜，電耗很大，在太陽能電池生產總成本中已超二分之一。加之拉制的單晶硅棒呈圓柱狀，切片制作太陽能電池也是圓片，組成太陽能組件平面利用率低。目前太陽能電池使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅料和冶金級硅材料熔化澆鑄而成。其工藝過程是選擇電阻率為100～300歐姆·厘米的多晶塊料或單晶硅頭尾料經破碎，用1：5的氫氟酸和硝酸混臺液進行適當的腐蝕，然后用去離子水沖洗呈中性，并烘干。用石英坩堝裝好多晶硅料，加入適量硼硅，放入澆鑄爐，在真空狀態中加熱熔化。熔化后應保溫約20min，然后注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽能電池片，可提高材制利用率和方便組裝。多晶硅太陽能電池的制作工藝與單晶硅太陽能電池差不多，其光電轉換效率約12％左右，稍低于單晶硅太陽能電池。但是材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大規模生產。多晶硅太陽能電池的制作工藝與單晶硅太陽能電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約15%左右。從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大力發展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。多晶硅太陽能電池的原材料豐富制造較為容易，成本低，使用量已經超過了單晶硅太陽能電池；光電轉換效率較高，使用壽命長；存在著電池結晶結構較差的問題，應當在提高其性能的穩定性上作進一步的研究。單晶硅太陽能電池雖有其優點，但因價格高，在低價市場上的發展受到阻礙。而多晶硅太陽能電池則首先是降低成本，其次才是提高效率。多晶硅太陽能電池與單晶硅電池雖然結晶構造不一樣，但光伏原理一樣。

非晶硅太陽能電池是1976年出現的新型薄膜式太陽能電池，它與單晶硅和多晶硅太陽能電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，電耗更低，非常吸引人。它的主要優點是在弱光條件也能發電。非晶硅太陽能電池的原子排列呈現無規則的狀態，并且存在著早期的劣化特性，制造工藝簡單、易于大批量的生產；使用壽命長，使用的硅量較小，一般厚度為數微米，可以制成薄形的結構便于在特殊的場合使用。但非晶硅太陽能電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，目前國際先進水平為10%左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率會衰減。這就需要進一步提高光電的轉換效率解決電池存在的早期劣化等問題。

非晶硅太陽能電池的結構有很多不同方式，其中有一種較好的結構叫PiN電池，它是在襯底上先沉積一層摻磷的N型非晶硅，再沉積一層未摻雜的i層，然后再沉積一層摻硼的P型非晶硅，最后用電子束蒸發一層減反射膜，并蒸鍍銀電極。此種制作工藝，可以采用一連串沉積室，在生產中構成連續程序，以實現大批量生產。同時，非晶硅太陽能電池很薄，可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，在一個平面上，用適當的掩模工藝，一次制作多個串聯電池，以獲得較高的電壓。普通晶體硅太陽能電池單個只有0.5V左右的電壓，現在日本生產的非晶硅串聯太陽能電池可達2.4V。目前非晶硅太陽能電池存在的問題是光電轉換效率偏低，國際先進水平為10％左右，且不夠穩定，常有轉換效率下降的現象，所以尚未大量用于大型太陽能電源，而多半用于弱光電源，如袖珍式電子計算器、電子鐘表及復印機等方面。估計效率衰降問題克服后，非晶硅太陽能電池將促進太陽能利用的大發展，因為它成本低，重量輕，應用更為方便，它可以與房屋的屋面結合構成住戶的獨立電源。

5.多元化合物太陽能電池的

功用特點及發展趨勢

除了常用的單晶、多晶、非晶硅電池之外，多元化合物太陽能電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽能電池?，F在各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：

硫化鎘太陽能電池是以硫化鎘為基體材料的太陽能電池，早在1954年雷諾茲就發現了硫化鎘具有光生伏打效應。1960年采用真空蒸鍍法制得硫化鎘太陽能電池，光電轉換效率為3.5%。到1964年美國制成的硫化鎘太陽能電池，光電轉換效率提高到4％～6％。后來歐洲掀起了硫化鎘太陽能電池的研制高潮，把光電效率提高到9％，但是仍無法與多晶硅太陽能電池競爭。不過人們始終沒有放棄它，除了研究燒結型的塊狀硫化鎘太陽能電池外，更著重研究薄膜型硫化鎘太陽能電池。

砷化鎵太陽能電池中砷化鎵的禁帶較硅寬，使得它的光譜響應性和空間太陽光譜匹配能力較硅好。砷化鎵是一種很理想的太陽能電池材料，它與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫，在250℃的條件下，光電轉換性能仍很良好，其最高光電轉換效率約30％，特別適合做高溫聚光太陽能電池。由于鎵比較稀缺，砷有毒，制造成本高，此種太陽能電池的發展受到影響。常規上，砷化鎵電池的耐溫性要好于硅光電池。有實驗數據表明，砷化鎵電池在250℃的條件下仍可以正常工作，但是硅光電池在200℃就已經無法正常運行。砷化鎵較硅質在物理性質上要更脆，這一點使得其加工時比硅容易碎裂，目前常把其制成薄膜并使用襯底，來對抗其在這一方面的不利，但是也增加了技術的復雜度。砷化鎵III-V化合物及銅銦硒薄膜電池由于具有較高的轉換效率受到人們的普遍重視。GaAs屬于III-V族化合物半導體材料，其能隙為1.4eV，正好為高吸收率太陽光的值，與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫，特別適合做高溫聚光太陽能電池。

常用薄膜電池轉化率較低，因此新型的高倍聚光電池系統受到研究者的重視。聚光太陽能電池是用凸透鏡或拋物面鏡把太陽光聚焦到幾倍、幾十倍，或幾百倍甚至上千倍，然后投射到太陽能電池上。這時太陽能電池可能產生出相應倍數的電功率。它們具有轉化率高，電池占地面積小和耗材少的優點。高倍聚光電池具有代表性的是砷化鎵（GaAs）太陽能電池。GaAs屬于III-V族化合物半導體材料，其能隙與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫。與硅太陽能電池相比，GaAs太陽能電池具有較好的性能。

銅銦硒太陽能電池是以銅、銦、硒三元化合物半導體為基本材料制成的太陽能電池。它是一種多晶薄膜結構，一般采用真空鍍膜、電沉積、電泳法或化學氣相沉積法等工藝來制備，材料消耗少，成本低，性能穩定，光電轉換效率在10％以上。因此這是一種可與非晶硅薄膜太陽能電池相競爭的新型太陽能電池。銅銦硒CIC材料適于太陽光的光電轉換，另外，CIS薄膜太陽能電池不存在光致衰退問題。因此，CIS用作高轉換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的關注。CIS電池薄膜的制備主要有真空蒸鍍法和硒化法。真空蒸鍍法是采用各自的蒸發源蒸鍍銅、銦和硒，硒化法是使用H2Se疊層膜硒化，但該法難以得到組成均勻的CIS。CIS薄膜電池從80年代最初8％的轉換效率發展到目前的15％左右。日本松下電氣工業公司開發的摻鎵CIS電池，其光電轉換效率為15.3％。1995年美國可再生能源研究室研制出轉換效率為17.l％的CIS太陽能電池，這是迄今為止世界上該電池的最高轉換效率。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發展又必然受到限制。近來還發展用銅銦硒薄膜加在非晶硅薄膜之上，組成疊層太陽能電池，借此提高太陽能電池的效率，并克服非晶硅光電效率的衰降。

目前市場上量產的單晶與多晶硅的太陽能電池平均效率約在15%上下，為了提煉晶硅原料，需要花費極高的能源，所以嚴格地說，現今的晶硅太陽能電池，也是某種形式的浪費能源。而砷化鎵太陽能電池，由于原料取得不需使用太多能源，而且光電轉換效率高達38%以上，比傳統晶硅原料高出許多，符合修改后的京都議定書規范，估計未來將成市場主流。

采用砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發電系統即所謂HCPV系統，卻能實現光熱與光伏的綜合利用，并充分降低生產成本、提高轉換效率，為光伏產業更大發展開辟新的市場空間。此外，還可以通過疊層技術做成多結砷化鎵基電池，以進一步提高轉換效率。但是，由于砷化鎵基材料價格昂貴，砷化鎵薄膜電池目前只在航天等特殊領域應用，離地面應用的商業化運行還有很大距離。為了降低光伏電池的發電成本，可采取的有效途徑之一就是研發和應用砷化鎵薄膜電池聚光發電系統。在獲得同樣輸出功率情況下，可以大大減少所需的砷化鎵薄膜電池面積。這種途徑相當于用比較便宜的普通金屬、玻璃材料做成聚光器和支撐系統，來代替部分昂貴的砷化鎵薄膜電池。在光伏發電產業中，單晶硅和多晶硅等硅基光伏電池幾乎占到全部產量的94%以上。由于近年太陽能級硅材料供不應求，且持續大幅度漲價，在一定程度上制約了硅基光伏電池的發展。因此，如何提高光伏電池的轉換效率和降低光伏電池的生產成本，成為目前光伏產業必須研究和解決的核心問題。

6.結束語

自上世紀60年代，科學家們就已將太陽能電池應用于空間技術等眾多領域。如：太陽能庭院燈、太陽能發電戶用系統、村寨供電的獨立系統、光伏水泵（飲水或灌溉）、通信電源、石油輸油管道陰極保護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統、城鎮中路標、高速公路路標等。歐美等先進國家將光伏發電并入城市用電系統及邊遠地區自然界村落供電系統發展方向，太陽能電池與建筑系統的結合已經形成產業化趨勢。太陽能電池是當今人類利用太陽能的一種直接手段，也是發展最快的一種能源利用產業。隨著太陽能的利用越來越普遍，太陽能電池的研究越來越被人們重視，隨著研發技術的不斷進步，生產工藝的不斷改進和優化，以及大量使用所帶來的成本急劇下降等有利因素，太陽能光伏應用的前景廣闊、潛力巨大。