全球光伏發(fā)展簡(jiǎn)史

太陽(yáng)能光伏這個(gè)詞匯發(fā)展到今日，大家已經(jīng)對它不再陌生。我們通常所說(shuō)的太陽(yáng)能發(fā)電指的是太陽(yáng)能光伏發(fā)電，簡(jiǎn)稱(chēng)“光電”。光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。

回顧歷史有利于了解光伏技術(shù)的發(fā)展歷程，按時(shí)間的發(fā)展順序，太陽(yáng)電池發(fā)展有關(guān)的歷史事件匯總如下：

從1839年法國科學(xué)家E.Becquerel發(fā)現液體的光生伏特效應(簡(jiǎn)稱(chēng)光伏現象)算起，太陽(yáng)能電池已經(jīng)經(jīng)過(guò)了160多年的漫長(cháng)的發(fā)展歷史。從總的發(fā)展來(lái)看，基礎研究和技術(shù)進(jìn)步都起到了積極推進(jìn)的作用。對太陽(yáng)電池的實(shí)際應用起到?jīng)Q定性作用的是美國貝爾實(shí)驗室三位科學(xué)家關(guān)于單晶硅太陽(yáng)電池的研制成功，在太陽(yáng)能電池發(fā)展史上起到里程碑的作用。至今為止，太陽(yáng)能電池的基本結構和機理沒(méi)有發(fā)生改變。

第一塊太陽(yáng)能板-1954

1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效應，并制作第一片硒太陽(yáng)能電池。

1883年美國發(fā)明家charlesFritts描述了第一塊硒太陽(yáng)能電池的原理。

1904年Hallwachs發(fā)現銅與氧化亞銅(Cu/Cu2O)結合在一起具有光敏特性;德國物理學(xué)家愛(ài)因斯坦(AlbertEinstein)發(fā)表關(guān)于光電效應的論文。

1918年波蘭科學(xué)家Czochralski發(fā)展生長(cháng)單晶硅的提拉法工藝。

1921年德國物理學(xué)家愛(ài)因斯坦由于1904年提出的解釋光電效應的理論獲得諾貝爾(Nobel)物理獎。

1930年B.Lang研究氧化亞銅/銅太陽(yáng)能電池，發(fā)表“新型光伏電池”論文;W.Schottky發(fā)表“新型氧化亞銅光電池”論文。

1932年Audobert和Stora發(fā)現硫化鎘(CdS)的光伏現象。

1933年L.O.Grondahl發(fā)表“銅-氧化亞銅整流器和光電池”論文。[page]

1941年奧爾在硅上發(fā)現光伏效應。

1951年生長(cháng)p-n結，實(shí)現制備單晶鍺電池。

1953年Wayne州立大學(xué)DanTrivich博士完成基于太陽(yáng)光普的具有不同帶隙寬度的各類(lèi)材料光電轉換效率的第一個(gè)理論計算。

1954年RCA實(shí)驗室的P.Rappaport等報道硫化鎘的光伏現象，(RCA:RadioCorporationofAmerica，美國無(wú)線(xiàn)電公司)。

貝爾(Bell)實(shí)驗室研究人員D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson報道4.5%效率的單晶硅太陽(yáng)能電池的發(fā)現，幾個(gè)月后效率達到6%。

1955年西部電工(WesternElectric)開(kāi)始出售硅光伏技術(shù)商業(yè)專(zhuān)利，在亞利桑那大學(xué)召開(kāi)國際太陽(yáng)能會(huì )議，Hoffman電子推出效率為2%的商業(yè)太陽(yáng)能電池產(chǎn)品，電池為14mW/片，25美元/片，相當于1785USD/W。

1956年P(guān).Pappaport，J.J.Loferski和E.G.Linder發(fā)表“鍺和硅p-n結電子電流效應”的文章。

1957年Hoffman電子的單晶硅電池效率達到8%;D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson獲得“太陽(yáng)能轉換器件”專(zhuān)利權。

1958年美國信號部隊的T.Mandelkorn制成n/p型單晶硅光伏電池，這種電池抗輻射能力強，這對太空電池很重要;Hoffman電子的單晶硅電池效率達到9%;第一個(gè)光伏電池供電的衛星先鋒1號發(fā)射，光伏電池100c㎡，0.1W，為一備用的5mW話(huà)筒供電。

1959年Hoffman電子實(shí)現可商業(yè)化單晶硅電池效率達到10%，并通過(guò)用網(wǎng)柵電極來(lái)顯著(zhù)減少光伏電池串聯(lián)電阻;衛星探險家6號發(fā)射，共用9600片太陽(yáng)能電池列陣，每片2c㎡，共20W。

1960年Hoffman電子實(shí)現單晶硅電池效率達到14%。[page]

1962年第一個(gè)商業(yè)通訊衛星Telstar發(fā)射，所用的太陽(yáng)能電池功率14W。

1962年第一個(gè)商業(yè)通訊衛星Telstar發(fā)射，所用的太陽(yáng)能電池功率14W。

1962年第一個(gè)商業(yè)通訊衛星Telstar發(fā)射，所用的太陽(yáng)能電池功率14W。

1963年Sharp公司成功生產(chǎn)光伏電池組件;日本在一個(gè)燈塔安裝242W光伏電池陣列，在當時(shí)是世界最大的光伏電池陣列。

1964年宇宙飛船“光輪發(fā)射”，安裝470W的光伏陣列。

1965年P(guān)eterGlaser和A.D.Little提出衛星太陽(yáng)能電站構思。

1966年帶有1000W光伏陣列大軌道天文觀(guān)察站發(fā)射。

1972年法國人在尼日爾一鄉村學(xué)校安裝一個(gè)硫化鎘光伏系統，用于教育電視供電。

1973年美國特拉華大學(xué)建成世界第一個(gè)光伏住宅。

1974年日本推出光伏發(fā)電的“陽(yáng)光計劃”;Tyco實(shí)驗室生長(cháng)第一塊EFG晶體硅帶，25mm寬，457mm長(cháng)(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth，定邊喂膜生長(cháng))。

1977年世界光伏電池超過(guò)500KW;D.E.Carlson和C.R.Wronski在W.E.Spear的1975年控制p-n結的工作基礎上制成世界上第一個(gè)非晶硅(a-Si)太陽(yáng)能電池。

1979年世界太陽(yáng)能電池安裝總量達到1MW。

1980年ARCO太陽(yáng)能公司是世界上第一個(gè)年產(chǎn)量達到1MW光伏電池生產(chǎn)廠(chǎng)家;三洋電氣公司利用非晶硅電池率先制成手持式袖珍計算器，接著(zhù)完成了非晶硅組件批量生產(chǎn)并進(jìn)行了戶(hù)外測試。

1981年名為SolarChallenger的光伏動(dòng)力飛機飛行成功。

1982年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)9.3MW。

1983年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)21.3MW;名為SolarTrek的1KW光伏動(dòng)力汽車(chē)穿越澳大利亞，20天內行程達到4000Km.

1984年面積為929c㎡的商品化非晶硅太陽(yáng)能電池組件問(wèn)世。

1985年單晶硅太陽(yáng)能電池售價(jià)10USD/W;澳大利亞新南威爾土大學(xué)MartinGreen研制單晶硅的太陽(yáng)能電池效率達到20%。

1986年6月，ARCOSolar發(fā)布G-4000———世界首例商用薄膜電池“動(dòng)力組件”。

1987年11月，在3100Km穿越澳大利亞的PentaxWorldSolarChallengePV-動(dòng)力汽車(chē)競賽上，GMSunraycer獲勝，平均時(shí)速約為71km/h。

1990年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)46.5MW。[page]

1991年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)55.3MW;瑞士Gratzel教授研制的納米TiO2染料敏化太陽(yáng)能電池效率達到7%。

1992年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)57.9MW。

1993年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)60.1MW。

1994年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)69.4MW。

1995年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)77.7MW;光伏電池安裝總量達到500MW。

1996年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)88.6MW。

1997年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)125.8MW。

1998年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)151.7MW;多晶硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)量首次超過(guò)單晶硅太陽(yáng)能電池。

1999年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)201.3MW;美國NREL的M.A.Contreras等報道銅銦錫(CIS)太陽(yáng)能電池效率達到18.8%;非晶硅太陽(yáng)能電池占市場(chǎng)份額12.3%。

2000年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)399MW;WuX.，DhereR.G.，AibinD.S.等報道碲化鎘(CdTe)太陽(yáng)能電池效率達到16.4%;單晶硅太陽(yáng)能電池售價(jià)約為3USD/W。

2002年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)540MW;多晶硅太陽(yáng)能電池售價(jià)約為2.2USD/W。

2003年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)760MW;德國FraunhoferISE的LFC(Laserfired-contact)晶體硅太陽(yáng)能電池效率達到20%。

2004年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量超過(guò)1200MW;德國FraunhoferISE多晶硅太陽(yáng)能電池效率達到20.3%;非晶硅太陽(yáng)能電池占市場(chǎng)份額4.4%，降為1999年的1/3，CdTe占1.1%;而CIS占0.4%。

2005年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量1759MW。[page]

中國太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展歷史

中國作為新的世界經(jīng)濟發(fā)動(dòng)機，光伏業(yè)業(yè)呈現出前所未有的活力。大量光伏企業(yè)應運而生，現在光伏產(chǎn)量已經(jīng)達到世界領(lǐng)先水平?，F在OFweek太陽(yáng)能光伏網(wǎng)帶大家來(lái)回顧下中國太陽(yáng)能發(fā)展歷史：

1958，中國研制出了首塊硅單晶

1968年至1969年底，半導體所承擔了為“實(shí)踐1號衛星”研制和生產(chǎn)硅太陽(yáng)能電池板的任務(wù)。在研究中，研究人員發(fā)現，P+/N硅單片太陽(yáng)電池在空間中運行時(shí)會(huì )遭遇電子輻射，造成電池衰減，使電池無(wú)法長(cháng)時(shí)間在空間運行。

1969年，半導體所停止了硅太陽(yáng)電池研發(fā)，隨后，天津18所為東方紅二號、三號、四號系列地球同步軌道衛星研制生產(chǎn)太陽(yáng)電池陣。

1975年寧波、開(kāi)封先后成立太陽(yáng)電池廠(chǎng)，電池制造工藝模仿早期生產(chǎn)空間電池的工藝，太陽(yáng)能電池的應用開(kāi)始從空間降落到地面。

1998年，中國政府開(kāi)始關(guān)注太陽(yáng)能發(fā)電，擬建第一套3MW多晶硅電池及應用系統示范項目，這個(gè)消息讓現在的天威英利新能源有限公司的董事長(cháng)苗連生看到了一線(xiàn)曙光?？墒?，當時(shí)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景尚不明朗，加之受政策因素制約，令不少人對這一新能源項目望而卻步。在合作伙伴退出的情況下，苗連生毅然逆勢而上，爭取到了這個(gè)項目的批復，成為中國太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)第一個(gè)“吃螃蟹”的人。

2001年，無(wú)錫尚德建立10MWp(兆瓦)太陽(yáng)電池生產(chǎn)線(xiàn)獲得成功，2002年9月，尚德第一條10MW太陽(yáng)電池生產(chǎn)線(xiàn)正式投產(chǎn)，產(chǎn)能相當于此前四年全國太陽(yáng)電池產(chǎn)量的總和，一舉將我國與國際光伏產(chǎn)業(yè)的差距縮短了15年。

2003到2005年，在歐洲特別是德國市場(chǎng)拉動(dòng)下，尚德和保定英利持續擴產(chǎn)，其他多家企業(yè)紛紛建立太陽(yáng)電池生產(chǎn)線(xiàn)，使我國太陽(yáng)電池的生產(chǎn)迅速增長(cháng)。

2004年，洛陽(yáng)單晶硅廠(chǎng)與中國有色設計總院共同組建的中硅高科自主研發(fā)出了12對棒節能型多晶硅還原爐，以此為基礎，2005年，國內第一個(gè)300噸多晶硅生產(chǎn)項目建成投產(chǎn)，從而拉開(kāi)了中國多晶硅大發(fā)展的序幕。

2007，中國成為生產(chǎn)太陽(yáng)電池最多的國家，產(chǎn)量從2006年的400MW一躍達到1088MW。

2008年，中國太陽(yáng)電池產(chǎn)量達到2600MW。

2009年，中國太陽(yáng)電池產(chǎn)量達到4000MW。

2006年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量2500MW。

2007年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量4450MW。

2008年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量7900MW。

2009年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量10700MW。

2010年世界太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量將達15200MW。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電在不遠的將來(lái)會(huì )占據世界能源消費的重要席位，將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將占到30%以上，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上;到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上;到21世紀末，可再生能源在能源結構中將占到80%以上，太陽(yáng)能發(fā)電將占到60%以上。這些數字足以顯示出太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰略地位。