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聚光技術(shù)（CPV）是使用透鏡或反射鏡面等光學(xué)元件，將大面積的陽(yáng)光匯聚到一個(gè)小面積的太陽(yáng)能電池片上進(jìn)行發(fā)電的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)。實(shí)際上，晶硅電池也可以在低倍聚光條件下發(fā)電，但我們平時(shí)所說的聚光技術(shù)主要指在高倍聚光下，利用耐高溫的Ⅲ-V族元素化合電池發(fā)電。其中，三結(jié)砷化鎵電池是目前主流的聚光電池。
應(yīng)用情況
三結(jié)砷化鎵電池是利用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積技術(shù)（MOCVD）在砷化鎵襯底上生長(zhǎng)三個(gè)P-N結(jié)。三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)能電池對(duì)技術(shù)、制作工藝等要求非常高，是單結(jié)砷化鎵電池的升級(jí)產(chǎn)品。
砷化鎵太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率約為晶硅電池的兩倍，抗輻射性能比晶硅電池高1至2個(gè)數(shù)量級(jí)，并且在高溫下性能衰減較少。上述優(yōu)勢(shì)使砷化鎵電池自誕生以來(lái)就主要作為空間飛行器用光伏電池。在小衛(wèi)星空間電源系統(tǒng)中，砷化鎵電池的使用比例達(dá)到80%，其空間累計(jì)運(yùn)用規(guī)模達(dá)到約1MW。
然而，空間的運(yùn)用規(guī)模必定有限。隨著聚光模組技術(shù)的不斷成熟，發(fā)電成本的下降，聚光技術(shù)可能在地面應(yīng)用上獲得更廣闊的發(fā)展空間。2003年，澳大利亞建成首個(gè)KW級(jí)的聚光試驗(yàn)電站。2008年，西班牙建成3MW的聚光發(fā)電系統(tǒng)。在中國(guó)，多個(gè)25KW至250KW的聚光發(fā)電系統(tǒng)相繼建成。2010年9 月，三安光電建設(shè)的格爾木1MW聚光電站成功并網(wǎng)，成為國(guó)內(nèi)最大的CPV電站。www.ytjinfuren.com提供
目前，聚光系統(tǒng)的地面累計(jì)裝機(jī)容量仍小于8MW，在全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量中占比約0.02%。聚光技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展空間，即使未來(lái)五年僅占5%的市場(chǎng)份額，其發(fā)展速度也會(huì)非常巨大。
相對(duì)優(yōu)勢(shì)
相對(duì)晶硅電池，三結(jié)砷化鎵電池具有轉(zhuǎn)換效率高，占地面積小，能耗少等優(yōu)勢(shì)。首先，砷化鎵電池能夠?qū)^大部分太陽(yáng)光光譜波段反應(yīng)，其理論光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到70%~80%，實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到41.6%，而商業(yè)運(yùn)用的轉(zhuǎn)換效率也達(dá)28%~29%。其轉(zhuǎn)換效率還在以每年1%~1.5%的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。但晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率約22%，這個(gè)紀(jì)錄是上世紀(jì)90年代創(chuàng)造的，以后十多年都沒有提高。這意味著相對(duì)聚光技術(shù)，晶硅技術(shù)在未來(lái)長(zhǎng)期發(fā)展中利用提高轉(zhuǎn)換效率的方式來(lái)降低成本的空間有限。容源電子網(wǎng)為你提供
其次，三結(jié)砷化鎵電池的高轉(zhuǎn)換效率使其單位面積內(nèi)的發(fā)電量大，系統(tǒng)的占地面積小，在土地資源緊缺的國(guó)家更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。此外，晶硅技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈上游的多晶硅提純是高能耗生產(chǎn)環(huán)節(jié)，致使晶硅電池在發(fā)電后24個(gè)月才能回收能耗。而聚光技術(shù)可以在發(fā)電后8-10個(gè)月內(nèi)回收能耗，更具環(huán)保和節(jié)能減排效果。
發(fā)展障礙
聚光技術(shù)因前期商業(yè)應(yīng)用規(guī)模小，其電池的每瓦生產(chǎn)成本和度電的發(fā)電成本高于晶硅技術(shù)。隨著國(guó)內(nèi)外MW級(jí)示范電池的建成，規(guī)模效應(yīng)使聚光發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性大大提高。目前，聚光系統(tǒng)的每瓦裝機(jī)成本約24~26元，僅較晶硅系統(tǒng)高2~4元。三安光電的格爾木1MW示范電站的發(fā)電成本已經(jīng)達(dá)到1.1元/度，與晶硅技術(shù)的發(fā)電成本不相上下。成本已不再是制約聚光技術(shù)發(fā)展的主要因素。
但除三結(jié)砷化鎵電池以外，聚光發(fā)電系統(tǒng)還需要跟蹤器、聚光器和冷卻裝置。聚光系統(tǒng)對(duì)陽(yáng)光直射的要求很高，需要跟蹤器的精確對(duì)焦，跟蹤器技術(shù)尚未突破是聚光技術(shù)發(fā)展的主要障礙。目前已有大量的企業(yè)和高校致力于跟蹤器技術(shù)的改進(jìn)研究，預(yù)計(jì)其技術(shù)問題可以在1至2年內(nèi)得到解決。此外，市場(chǎng)認(rèn)可度不高也是系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)聚光技術(shù)望而生畏的原因。在經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)初步體現(xiàn)的背景下，相信不久后國(guó)內(nèi)就會(huì)有針對(duì)聚光技術(shù)的扶持政策出臺(tái)。牽頭龍頭企業(yè)，提高聚光示范電站的數(shù)量和規(guī)模。
少量上市企業(yè)擁有先動(dòng)優(yōu)勢(shì)
聚光技術(shù)是光伏行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。CPV技術(shù)因其轉(zhuǎn)化效率高、土地占用面積小，節(jié)能減排效果好，是未來(lái)大型光伏電站的理想技術(shù)。隨著跟蹤器等關(guān)鍵技術(shù)的成熟，穩(wěn)定性和可靠性的逐漸提升，發(fā)電成本的持續(xù)下降，聚光市場(chǎng)將面臨著爆發(fā)式的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)，光伏發(fā)電技術(shù)將走向多元化。
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