登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
任何技术的产生与发展都要经历一个漫长而曲折的过程,近年来备受瞩目的光伏技术也不例外,本文将为您介绍光伏技术百年来走过的风风雨雨。
(来源:微信公众号“交能网”ID:jiaonengwang)
光伏发电用于将入射的太阳光直接转换为电能,它的历史始于1839年光生伏特效应的发现。然而,光伏发电用于能源供应经历了一百多年的时间。
“光伏”的诞生
1839年,时年仅19岁的法国科学家A.E.贝克雷尔在他父亲的实验室中,缓慢地将两片铂金属电极插入到氯化银酸性溶液中。他不知道的是,光伏世界的大门,正随着这一场“错误”的实验慢慢大开。在测量在这些电极之间流动的电流时,他发现,光线中的电流略大于黑暗中的电流;他将这种现象被命名为为光生伏特效应。他不曾料到的是,他在这场实验中观测到的小小的光电流,会在百年之后为人类的能源利用带来重大变革。为了纪念他的发现,光生伏特效应也称“贝克雷尔效应”。
A.E.贝克雷尔,图片来源:维基百科
在贝克雷尔的实验沉寂了37年之后,英国科学家威廉·格里尔斯·亚当斯和他的学生理查德·埃文斯·戴发现硒在光线下会产生电能。虽然硒无法为当时使用的电子元件提供需要的电能,但这证明了固体金属可以直接将光转换为电能。
1883年,美国科学家查尔斯·弗里茨在锗片上镀上一层硒金属电极,建立了第一块光伏电池。虽然它的转换效率只有1%,而且成本极高,但是弗里茨雄心勃勃的说:“它连续地、稳定地输出电能,不仅仅能在日光下,还能利用散射光,甚至是昏暗的灯光…我们也许很快就能看到光伏板与[燃煤发电厂]的竞争”。可惜的是,他的预言没有成真。他曾把一块光伏电池寄给当时与爱迪生齐名的西门子,后者对他的发明予以盛赞。西门子认为光电技术在科学上有深远的意义,当时的物理学大牛麦克斯韦也表示赞同,他曾因提出著名的“麦克斯韦方程组”名震物理学。从这时起,许多科学家才开始对光电效应进行基础研究。不过,不论是西门子还是麦克斯韦,都没能破解光伏背后的秘密。
查尔斯·弗里茨,图片来源:维基百科
这一谜题在悬而未解24年之后终于有了突破,完成这一突破的是另一位如雷贯耳的物理学巨擘阿尔伯特·爱因斯坦。1907年,爱因斯坦提供了基于他1905年的光子量子假设的光电效应的理论解释。为此,他于1921年获得了诺贝尔物理学奖。1912年至1916年,美国实验物理学家罗伯特·安德鲁斯·米利肯通过实验证实了爱因斯坦对光电效应的猜想,并在1923年获得了诺贝尔物理学奖。有了理论的坚实支撑,光伏的发展开始进入快车道。
1916年,波兰化学家扬·柴可拉斯基发现了提纯单晶硅的拉晶工艺,并以他的名字命名为柴可拉斯基法。这项技术直到20世纪50年代才开始实际应用于半导体制造业中晶圆的制造,随着对大规模半导体器件需求的增大,这种工艺也在不断发展。
扬·柴可拉斯基,图片来源:维基百科
历史的车轮又向前推进了将近20年,1934年,科学家们开始了对薄膜太阳能电池的研究,并设想通过太阳能电池创造能源自给系统。实验数据显示,通过在材料中掺杂金属杂质可以提高发电效率。
1940年,美国半导体专家拉塞尔·奥尔制造出了固态二极管的基本结构p-n结,这为太阳能电池的发明和制造奠定了坚实的基础,极大地推进了光伏发电向工业领域的进发。
1953年,美国物理学家达里尔·查賓,杰拉尔德·皮尔森和化学家卡尔文·绍瑟·福勒制造出晶体硅太阳能电池,每个大约2厘米大小,生产效率约为4%。从此,太阳能电池逐渐走向工业领域。
进军工业
1958年3月17日,美国的第二颗人造卫星使用化学电池和光伏电池,通过发射器进入太空。这颗小卫星奠定了太阳能电池使用的基础,自此以来,太阳能电池逐渐被开发用于宇宙空间探索。通过电池实现的航天器寿命延长所带来的价值远远超过了太阳能电池制造的高成本。此外,与放射性同位素发生器相比,太阳能电池已经更便宜且风险更小。如今,大多数航天器都会配备太阳能电池,世界上大约有1000颗卫星正在使用光伏发电。在太空中,太阳能电池实现了每平方米220瓦的输出功率。
1976年,澳大利亚政府决定通过光伏电池站运营内陆地区的整个电信网络。光伏电站的建立和运营非常成功,提高了世界范围内对太阳能技术的信心。
1980年起,墨西哥湾的小型无人驾驶石油钻井平台开始配备太阳能电池组件,并以经济性和实用性的优势逐渐取代了以前使用的大型电池。
1983年起,美国海岸警卫队开始使用光伏为其信号灯和导航灯供电。此时,美国占全球光伏市场的份额约为21%,光伏市场主要为独立系统提供解决方案。
1990年起,瑞士工程师Markus Real提出,为每栋房屋配备自己的光伏系统更有经济意义,即支持分散式能源转换。他在苏黎世的个别建筑物中安装了333 3 kW的屋顶光伏系统。
1991年,德国启动1000个屋顶计划,同时“电力上网法”规定公用事业公司必须从小型可再生能源发电厂获取电力。柏林的Solon AG和弗莱堡的太阳能工厂应运而生。
1994、1997年,日本、美国相继启动百万屋顶计划。
2010年,德国光伏系统的总的额定功率超过10千兆瓦。2015年,全球范围内光伏系统的额定功率达到了200吉瓦。
光伏在中国
中国的太阳能产业经历了三个不同的阶段。在初期阶段,中国一直专注于大规模生产太阳能技术。随后,中国开始在国内应用太阳能技术。与此同时,中国正在将其研究扩展到开发以降低其成本。
中国光伏技术的发展始于1958年,在20世纪80年代首次实现工业化。在2000年代进入世界太阳能市场时,中国最初几乎只生产用于出口的太阳能组件。自2004年以来欧洲国家对光伏系统的需求强劲增长,中国的光伏生产经历了非常强劲的增长。中国的大规模生产以及随后光伏市场的价格下降导致西方生产商无法与价格竞争相抗衡。在德国,许多制造商不得不申请破产,包括Solar Millennium和Q-Cells。西门子于2012年解散其太阳能光热和光伏部门,此前不久,博世退出光伏市场,损失总计24亿欧元。2013年起,中国成为世界最大的光伏市场。
最初,光伏系统的高成本阻碍了中国国内市场的增长。光伏系统的内部市场主要集中在孤立的农村地区的电气化,仅限于少数太阳能装置。中国第一个太阳能公园在甘肃的沙漠地区,于2008年并网发电。
在全球金融危机之后,许多政府大幅削减对太阳能的补贴,中国的太阳能产业面临着产能过剩的问题。出于这个原因,政府开始通过激励措施来加强内部市场的发展,以缓解中国太阳能产业的危机。此外,自2011年以来,中国生产商的优势因美国和欧盟的反倾销措施而进一步削弱,因此政府补贴进一步加强,以减少对外国市场的依赖。截至2010年底,中国国内太阳能装机容量为800兆瓦,而在2016年底已达到76500兆瓦。由此可以看出,中国在过去的10 年内建立了比德国更多的太阳能系统。
2017年,中国能源部门投资865亿美元用于太阳能,这比前一年增加了58%,远高于其余类型的可再生能源的投资量。2017年中国安装了总容量为53千兆瓦的太阳能系统,占世界装机容量的一半以上。其中最大的太阳能项目是江西省扶贫工厂,计划产量为540兆瓦,投资额约为6.53亿美元。
由于中国政府的补贴和安装配额减少以及美国太阳能产品的进口关税提高,中国太阳能系统制造商的利润率和太阳能组件的价格会受到影响。仅在2018年,太阳能组件的价格下降了约35%。然而,价格下降将导致光伏系统的更大扩散,并可能在2019年和2020年刺激市场,促进光伏系统在屋顶或工业园区等不同地点的安装,这些小型项目并不受中国政府对主要太阳能项目配额的影响。因此,越来越多没有国家补贴的能源消费者开始使用太阳能来满足他们的能源需求。
目前在中国,太阳能光伏发电主要分成两类,一种是集中式,常见于西北开阔地区的大型地面光伏发电系统;另一种是分布式(以6WM为界),例如民居屋顶光伏发电系统、太阳能路灯、工商企业楼顶光伏发电系统等。
集中式太阳能光伏发电结构,来源:百度百科
分布式太阳能光伏发电结构,来源:百度百科
中国太阳能技术的发展和光伏市场的迅速扩大与国家政策密不可分。中华人民共和国的“十三五”规划(2016-2020)要求中国到2020年通过非化石能源满足约15%的能源需求。总体而言,可再生能源的容量将增加至约680千兆瓦。此外,与“十二五”规划相比,目前的五年计划更少关注大型太阳能发电厂的建设,而不是小型和私人太阳能装置。此外,“十三五”规划还包括太阳能技术领域研发重组的措施。中国在太阳能技术方面发展迅速,但这些措施仍在激励中国对于在过去15年中尚未取得重大突破的技术,争取获得更大进步。
参考文献:
【1】[会议论文]光伏发电大有可为马明昆 等-2015-10-01-上海市老科学技术工作者协会第十三届学术 年会
【2】中华人民共和国的“十三五”规划(2016-2020)
【3】维基百科
【4】百度百科
【5】TheInvention Of The Solar Cell, /article/science/invention-solar-cell#page-2
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。在诗人的笔下,人间四月天,代表万物峥嵘,红了樱桃、绿了芭蕉,最是人间好时节。但是,随着全球气候变暖问题的加剧,夏天似乎来得一年比一年更早。就在刚刚过去的3月,“倒春寒”已经消失不见,就连在北京这样的中国北方城市生活的人们,也遭遇了“脱下羽绒服直接换
从润世华新能源微平台获悉,4月8日,润世华发展集团与武汉理工大学童金辉教授团队,合作开发钙钛矿太阳能电池及组件项目的签约仪式,在龙岗创投大厦隆重举行。润世华发展集团董事长张锦辉、润世华新能源控股集团副总经理马建勇、侯青春、张晓燕、裴国英、润世华智慧能源斯能总经理周宏宇,润世华软件和
对于光伏行业链条上的每一家企业来说,降本增效是产品创新与升级的主基调之一。大家都在思考,如何在自己所处的环节,在降本增效的问题上取得突破。不久前,中国光伏行业协会在北京组织召开了“2024光伏发电项目技术经济性论坛”,百佳年代受邀出席,并展示了最新的应用于光伏0BB无主栅技术的高可靠性
在盐城百佳年代薄膜科技有限公司,自动化生产线全速运转,工人们在各自的岗位上井然有序地开展工作。今年一季度,公司圆满实现“开门红”,目前,公司订单饱满,车间实行“机器不停连续生产”,确保按时完成客户订单任务。百佳年代是一家专业从事功能薄膜材料研发、生产、销售和服务的高新技术企业。经
当地时间3月12-13日,PVCellTechEurope2024于德国盛大举办,正泰新能受邀出席,欧洲产品技术经理邓轶博士发表演讲,分享正泰新能在n型电池研究方面的最新进展,深度剖析ASTRON系列新品的核心优势。作为光伏技术制造领域的年度盛会,PVCellTech大会始终对太阳能电池大规模生产、行业领先的技术路线、光
日前,全球电池技术高端论坛PVCellTechEurope2024在德国法兰克福隆重召开。东方日升全球光伏研究院院长杨伯川博士受邀出席会议,与来自全产业链各环节嘉宾共襄盛会,聚焦n型领先技术和规模化量产展开深入探讨。杨伯川博士发表了《HJT-Towardsthe100GWIndustrialization(全面奔向100GW量产的异质结)》
在光伏领域中,N型技术的快速崛起成为当前瞩目的焦点,随着N型光伏技术的不断优化,我们正迎来一个低碳排、高效能的时代。由于传统的P型光伏技术因在效率和制程上的限制而逐渐被淘汰,推动了业界转向更先进的技术,拥有更高效率的N型产品渗透率正急速提升中。其中,TOPCon技术的优势在于其能够更有效地
近日,塔塔化学公司宣布与莫纳什大学-印度理工学院孟买分校(IITB)的联合研究学院达成合作,开展钙钛矿/清洁能源领域的开创性研究,旨在推进可持续能源转型解决方案并促进清洁能源技术创新。根据该协议,塔塔化学公司将支持由该联合研究学院领导的下一代技术研究,重点关注钙钛矿材料在清洁能源领域的变
2月20日,广东省发展和改革委员会广东省科学技术厅广东省工业和信息化厅发布关于印发《广东省培育发展未来绿色低碳产业集群行动计划》的通知。文件提出,抢抓技术迭代换挡新机遇,加快新一代高效光伏技术创新和装备制造创新,促进光伏产业升级。重点推进背接触电池(XBC)、隧穿氧化层钝化接触电池(TO
一直以来,组件业务被“系统集成”身份压得喘不过气,材料成本占比高/毛利率较低、流动资金大、设备支出低/技术观感不强,是组件业务抬不起头的三座大山。但是,没有千篇一律、一成不变的产业分析框架,光伏行业有其特殊性,组件环节尤为如此。实际上,光伏行业真正的“系统集成”应该是光伏电站开发的
北极星太阳能光伏网获悉,2月18日,广东省科技厅印发《广东省培育未来材料产业集群行动计划》。《计划》提出,面向清洁能源发电、新能源汽车、大规模储能、智能电网等领域重大需求,重点发展风电、光伏、核电、新型动力和储能电池、氢能等新能源领域未来材料前瞻技术和应用关键技术。采用先进数字孪生
4月24日,新能源云平台公布2024年第四批可再生能源发电补贴项目清单的报告,报告指出,此次纳入2024年第四批可再生能源发电补贴清单的项目共727个,核准/备案容量3715.2兆瓦,其中:集中式发电项目77个、核准/备案容量3582.5兆瓦,分布式发电项目650个、核准/备案容量132.7兆瓦。此次变更可再生能源发
2024年1-3月,全省发电量248.1亿千瓦时,同比增长7.6%。其中:水电76.2亿千瓦时,同比增长3.2%;火电45.4亿千瓦时,同比减少11.2%;太阳能84.4亿千瓦时,同比增长25.7%;风电42.1亿千瓦时,同比增长9.3%。2024年1-3月,全社会用电量276亿千瓦时,同比增长9.9%。其中:第一产业用电量0.3亿千瓦时,同比减
4月23日,舞钢市人民政府关于印发舞钢市“十四五”生态环境保护和生态经济发展规划的通知,通知指出,加强太阳能与风能资源开发利用,积极推进国电投(天津)分布式能源有限公司100MW风电场项目、舞钢中加矿业25MW光伏发电项目、华润电力舞钢祥云40MW风电、河南交建尹集分散式风电场、金旭新能源技术有
近日,由中国电建所属华东院总承包的嘉兴联合污水厂光伏发电项目实现全容量并网发电,为这座已投运20余年的污水厂注入绿色发展新动能,也为“光伏+污水治理”的发展模式提供工程样板。嘉兴市联合污水处理厂,是浙江省第三大污水处理厂,承担着嘉兴市域(除桐乡、海宁)范围内工业、生活污水的收集、输
4月19日,广东省通信管理局发布《关于推进广东省信息通信行业新型储能高质量发展的通知》。通知提到,支持5G基站新型储能积极参与电网需求侧响应交易和辅助服务市场,助力新型电力系统建设。对具备建设光伏条件的5G基站场地,同步建设分布式光伏系统,打造一批“零碳”5G基站示范标杆,为信息通信行业
地球孕育众生,滋养万物承载着我们一切的梦想和希望今天是世界地球日和英利发展一起留住视界绿景,守护蓝色星球矢志不渝,笃行不殆让地球绿意盎然让世界光芒万丈让生活更美好
一直以来,锦浪致力于清洁能源的科技创新让每一束阳光尽其所能与每一个生灵同感共鸣锦浪全新一代大功率地面光伏逆变器G6-GU320K-EHV高功率下,亦见强大为保护地球家园贡献力量
4月22日,国家能源局2023年法治政府建设年度报告。根据报告,2024年法治政府建设的重点任务包括:扎实推进能源立法。配合做好能源法立法审议工作,开展能源法出台配套法规和政策预研,为能源法顺利实施营造良好的法治环境。推动将电力法修订列为优先立法事项。积极推进可再生能源法、煤炭法、石油储备
消纳、土地、电价等多重压力下,2024年的光伏电站投资似乎仍是狂飙节奏。国家能源局数据显示,前两个月,光伏电站新增发电装机容量36.72GW,同比增长80%。由此,设备招标市场连续创下新高。据北极星统计公开信息,今年第一季度组件招标规模超过150GW。其中,电力央企无疑仍是招标大户,中国电建第一季
据宁波海关统计,一季度宁波口岸进出口5769.5亿元,与去年同期相比(下同)增长2.7%。其中,出口4139.1亿元,增长1.4%;进口1630.4亿元,增长6%。一季度进出口、出口、进口规模均创同期历史新高。主要特点一是本地企业进出口增幅较异地企业更优。一季度,本地企业经宁波口岸进出口2115.4亿元,增长5%,
4月19日,宜章公安发布【打击整治网络谣言专项行动】警情通报(第二期)公告。根据公告:近日,网民张某某因心情郁闷,于是在某短视频平台发布“光伏发电有辐射,方圆十公里寸草不生,整个村子都不能住人了,甚至整个镇都要搬迁”的不实信息。该视频信息108人点赞、55条评论,13人收藏,22人转载,视频
2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”正式召开,会上,广州佰仲企业管理顾问有限公司CEO滕宏旗分享了《数字化管理驱动分布式光伏电站开发高效运营》的报告。滕宏旗表示,目前分布式光伏行业蓬勃发展,市场规模已达万亿级,工商业和户用市
根据国家建设统计数据初步推测:江苏工商业分布式光伏的潜在容量大约在6500万千瓦,户用光伏潜在容量在2900万千瓦左右。两者相加,总容量接近一亿千瓦。——江苏省工程咨询中心有限公司能源发展业务部副主任刘进2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会
4月24日,嵊泗县人民政府印发进一步推动经济高质量发展若干政策的通知,通知指出,推动全县工商业用户进入电力市场,力争市场化交易电量达到1亿千瓦时以上,促成中广核嵊泗小洋山薄刀咀光伏电站绿电交易达到0.3亿千瓦时以上。原文如下:嵊泗县人民政府印发进一步推动经济高质量发展若干政策的通知各乡
硅料本周硅料价格再度下探:单晶复投料主流成交价格为45元/KG,单晶致密料的主流成交价格为43元/KG;N型料报价为48元/KG。从交易情况看,本周成交量较前期微幅上调,但整体成交范围较窄,硅料短期大幅调价叠加拉晶端自身排产下调背景,下游采购情绪趋于谨慎,对硅料价格仍抱看空预期,故基本采取随采随
4月23日,河南许昌市政府发布关于公开征求《许昌市空气质量持续改善行动方案(征求意见稿)》意见的公告。文件表示,大力发展清洁能源。有序推进新能源开发利用,开展“光伏+”公共建筑屋顶提速行动,推动建设一批规模化开发项目。到2025年年底,力争光伏发电等新能源装机达到270万千瓦以上,可再生能源
4月24日,西藏阿里地区发改委发布《阿里地区2024年清洁能源保供项目风电、光伏发电、光热发电项目竞争性配置公告》,分为6个标段,总计规模260MW。其中,风电项目2个,规模总计100MW;光伏项目2个,规模总计60MW;光热项目2个,规模总计100MW。储能方面,要求保障性并网风电、光伏项目配置储能规模不低
4月22日,首批通威N型G12R系列组件从通威太阳能科技南通基地(以下简称“南通基地”)启程,奔赴欧洲市场。通威基因成就通威“芯”,通威“芯”铸就G12R。通威G12R系列组件基于TNC电池技术打造,采用182*210mm大矩形硅片电池。该产品于今年一季度亮相,4月10日首片G12R大矩形组件在南通基地成功下线,
从光伏产业链官微获悉,4月24日,石河子开发区管委会与孚尧能源科技(上海)有限公司签订年产6GWTOPCon光伏电池产业园落地协议。据悉,TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触的太阳能电池,具有转换效率高、与现有PERC产线可兼容、电池参数性能优异等优势,是当下最具有发展空间的光伏电
4月22日,内蒙古能源局、工信厅印发《关于明确参与自治区战略性新兴产业电力交易企业认定流程的通知》。通知明确,目前申报范围包括光伏新材料及应用、稀土新材料、电供热、充换电设施、数据中心、5G基站、半导体材料、储能电池、先进化工材料、先进碳材料、先进金属材料、先进硅材料12个行业的用电企
2月4日,中共永宁县委永宁县人民政府关于印发永宁县碳达峰实施方案的通知,通知指出,加强新型基础设施节能降碳。优化新型基础设施用能结构,因地制宜采用直流供电、“光伏+储能”等技术,引进实施氢能交通、天然气掺氢、氢储能等场景应用项目,建立多样化能源供应模式,提高非化石能源消费比重。加强
根据TrendForce集邦咨询旗下新能源研究中心4月24日最新报价,单晶复投料主流成交价格为45元/KG,单晶致密料的主流成交价格为43元/KG,N型料报价48元/KG。硅料价格持续下行。本周M10硅片主流成交价格掉落至1.6元/片;G12最新成交价格维持在2.1元/片;N型182单晶硅片人民币主流成交价格为1.55元/片;N型2
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!