聚光太阳电池

1、什么是聚光光伏什么是聚光光伏 ？与其他光伏发电技术路线一样，聚光光伏也是与其他光伏发电技术路线一样，聚光光伏也是通过光电转换材料的光伏效应实现发电。其所使用通过光电转换材料的光伏效应实现发电。其所使用光电转换材料，可以是晶硅材料，也可以是其他光光电转换材料，可以是晶硅材料，也可以是其他光电材料。这一技术的要点在于，利用光学聚焦装置电材料。这一技术的要点在于，利用光学聚焦装置把太阳光集中到一小片光电材料上，以此节省昂贵把太阳光集中到一小片光电材料上，以此节省昂贵的半导体材料，达到同样的阳光利用效率。与一般的半导体材料，达到同样的阳光利用效率。与一般直觉认识所不同的是，聚光技术仅仅是增大了光的直觉

2、认识所不同的是，聚光技术仅仅是增大了光的能量密度，并不意味着能量的放大。能量密度，并不意味着能量的放大。 聚光光伏与一般光伏不太一样的情况：聚光光伏与一般光伏不太一样的情况： 首先，因为光学系统一般只能对直射光或者平行光进行聚首先，因为光学系统一般只能对直射光或者平行光进行聚焦，尽管太阳光照射到地球时可以认为是平行光，但到达地面焦，尽管太阳光照射到地球时可以认为是平行光，但到达地面的阳光，却有一部分是经过散射、反射或者漫反射到达的，这的阳光，却有一部分是经过散射、反射或者漫反射到达的，这部分阳光就无法为聚光系统所利用。通常情况下，直射阳光成部分阳光就无法为聚光系统所利用。通常情况下，直射阳光成

3、分占总辐射的分占总辐射的85%（因不同地区而异）。（因不同地区而异）。 其次，因为要保持聚光系统正对着太阳，跟踪系统就成为其次，因为要保持聚光系统正对着太阳，跟踪系统就成为聚光光伏必不可少的重要部件。传统上，光伏发电设备不带转聚光光伏必不可少的重要部件。传统上，光伏发电设备不带转动部件一度被认为是光伏发电的一大亮点，但随着跟踪系统技动部件一度被认为是光伏发电的一大亮点，但随着跟踪系统技术的进步和成本下降，更最重要的是可靠的增加，因此其他光术的进步和成本下降，更最重要的是可靠的增加，因此其他光伏技术带跟踪器的方案也慢慢的被行业接受。伏技术带跟踪器的方案也慢慢的被行业接受。 再者，在使用的光电材料

4、上，早期的聚光再者，在使用的光电材料上，早期的聚光光伏仍然使用晶硅材料，但随着其他更高光伏仍然使用晶硅材料，但随着其他更高光电转换效率材料的发展和聚光比的提高，光电转换效率材料的发展和聚光比的提高，III-V族砷化镓系列的半导体多结材料慢慢成族砷化镓系列的半导体多结材料慢慢成为聚光光伏使用的主流材料，而晶硅材料为聚光光伏使用的主流材料，而晶硅材料在聚光比提高以后无法承受高密度的光照，在聚光比提高以后无法承受高密度的光照，仅停留在低倍聚光上应用。因此，聚光光仅停留在低倍聚光上应用。因此，聚光光伏又分为低倍聚光（伏又分为低倍聚光（LCPV）和高倍聚光）和高倍聚光（HCPV）。）。一、聚光光伏发电的

5、特点一、聚光光伏发电的特点 高效太阳能聚光光伏发电系统的优势相对硅基太阳电池主高效太阳能聚光光伏发电系统的优势相对硅基太阳电池主要体现在高效、低成本、环保三个方面：要体现在高效、低成本、环保三个方面： 高效：高效：世界上聚光光伏发电系统模组的转换效率约在世界上聚光光伏发电系统模组的转换效率约在20-28，最高的达到了，最高的达到了30，是目前其它太阳电池发电技，是目前其它太阳电池发电技术难以达到的。术难以达到的。 低成本：低成本：规模化电站建设高效太阳能聚光光伏系统模组规模化电站建设高效太阳能聚光光伏系统模组在在2009 年有望达到年有望达到2美元美元/W 以下，约低于硅基太阳电池的以下，约低

6、于硅基太阳电池的20； 环保：环保：制造高效聚光太阳电池模组耗费的电能约运行后制造高效聚光太阳电池模组耗费的电能约运行后半年可以收回，且制造环节不产生任何污染，运行半年可以收回，且制造环节不产生任何污染，运行20-25 年年后所有部件可回收再生。后所有部件可回收再生。195019601970198019902000201020202030051015202530354045a-SiThin-Film SiCIGSNew Mater.OrganicIII-V Concentrator TandemCryst.SiYearEfficiency (%)不同太阳电池转换效率的增长趋势不同太阳电池转换效

7、率的增长趋势聚光光伏发电的电价将率先低于传统电价聚光光伏发电的电价将率先低于传统电价19952000200520102015200.40.5ConcentratorThin-FilmCrystal SiYearUS $/KWh0.6光伏发电成本分析光伏发电成本分析Cited from: Nasser H. Karam, et al, Solar Energy Materials & Solar Cells 66 (2001) 453-466.资料来源：资料来源：FhG-ISE缺点：缺点： 对阳光要求较高，需要在直射阳光条件好的地区建对阳光要求较高，需要在直射阳光条件好的地

8、区建设电站；设电站； 聚光光伏系统（特别是高倍聚光系统）不能吸收太聚光光伏系统（特别是高倍聚光系统）不能吸收太阳散射光，太阳直射光稍有偏离电池，就会使得发阳散射光，太阳直射光稍有偏离电池，就会使得发电量急剧下降，因此往往需要配备高精度太阳跟踪电量急剧下降，因此往往需要配备高精度太阳跟踪器。器。 聚光太阳电池在工作时温度会升高，因此有时需要聚光太阳电池在工作时温度会升高，因此有时需要配置散热器。配置散热器。1.由于真正进入实际应用的时间不长，还缺乏统一标由于真正进入实际应用的时间不长，还缺乏统一标准和认证。准和认证。二、聚光光伏部件二、聚光光伏部件聚光光伏结构：聚光光伏结构：聚光光伏发电系统由太

9、阳能接收器、聚聚光光伏发电系统由太阳能接收器、聚光镜、太阳跟踪机构组成。光镜、太阳跟踪机构组成。聚光太阳能接收器包括聚光太阳能电池、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。旁路二极管和散热系统等。1 聚光太阳电池聚光太阳电池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要进行一些特殊考虑。最理想的制造

10、聚光太阳电池的材料为要进行一些特殊考虑。最理想的制造聚光太阳电池的材料为砷砷化镓化镓，因为它的禁带宽度和载流子浓度均适合于在强光下工作。，因为它的禁带宽度和载流子浓度均适合于在强光下工作。其次是单晶硅材料。在电池结构方面，聚光电池的其次是单晶硅材料。在电池结构方面，聚光电池的-结构要结构要求较深，普通太阳电池多用平面结构，而聚光太阳电池常采用求较深，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。较密，典型的聚光电池的栅线约占电池面积的。1、让单晶

11、硅承受较高倍聚光、让单晶硅承受较高倍聚光虽然砷化镓可以承受虽然砷化镓可以承受1000倍的光强，但是现在砷倍的光强，但是现在砷化镓价格昂贵，并且砷化镓中的砷是剧毒物质，化镓价格昂贵，并且砷化镓中的砷是剧毒物质，不可能大幅度的降低制造成本，另外在以环保为不可能大幅度的降低制造成本，另外在以环保为主题的国际环境下也不可能大量使用，最后只能主题的国际环境下也不可能大量使用，最后只能是单晶硅是单晶硅;但是单晶硅一般只能承受但是单晶硅一般只能承受3到到5倍的光倍的光强，在强，在CPV领域领域3到到5倍的聚光几乎不怎么能降低倍的聚光几乎不怎么能降低成本，要想大幅度降低成本必须达到成本，要想大幅度降低成本必须

12、达到10左右。为左右。为了达到了达到10倍的聚光必须用特制的单晶硅。倍的聚光必须用特制的单晶硅。2、散热：、散热：普通的硅光电池板在夏日中午时温度能到普通的硅光电池板在夏日中午时温度能到75度以上，普通的硅电池度以上，普通的硅电池板在两倍太阳光强下时间一长就会起泡，在板在两倍太阳光强下时间一长就会起泡，在5倍太阳光强下倍太阳光强下10分钟分钟就会就会起泡，在就会就会起泡，在10倍太阳光强下倍太阳光强下5分钟就会起泡，起泡后太阳能分钟就会起泡，起泡后太阳能电池片就会被氧化，在很短的时间内就会大幅降低效率，另外起泡电池片就会被氧化，在很短的时间内就会大幅降低效率，另外起泡后由于受热不均匀，常常有电

13、池片炸裂的，这样系统就完全不可用。后由于受热不均匀，常常有电池片炸裂的，这样系统就完全不可用。如果太阳能电池板使用铝或者铜制的散热片进行自然散热，需要大如果太阳能电池板使用铝或者铜制的散热片进行自然散热，需要大量的散热片，造价特别贵，贵到比硅光片还要贵量的散热片，造价特别贵，贵到比硅光片还要贵;如果使用强制风冷，如果使用强制风冷，就要使用大量的电能，得不偿失，并且风扇的寿命与可靠性不高，就要使用大量的电能，得不偿失，并且风扇的寿命与可靠性不高，要想达到高可靠性必须有错误检查与冗余设置，这样就会成几倍增要想达到高可靠性必须有错误检查与冗余设置，这样就会成几倍增加造价，如果在夏天的中午风扇坏了，整

14、个硅光电池板有可能被彻加造价，如果在夏天的中午风扇坏了，整个硅光电池板有可能被彻底烧坏。如果使用水冷除了要使用电力外，造价也不便宜，水冷由底烧坏。如果使用水冷除了要使用电力外，造价也不便宜，水冷由于管路多，连接点多，还需要水泵，故障点必然多，可靠性还不如于管路多，连接点多，还需要水泵，故障点必然多，可靠性还不如风冷，当然水冷的效率要高于风冷，但是在故障率决定一票否决制风冷，当然水冷的效率要高于风冷，但是在故障率决定一票否决制的太阳能系统中不可用。的太阳能系统中不可用。3、反光板：、反光板：普通的镜子，塑料反光板由于反射层与骨架层普通的镜子，塑料反光板由于反射层与骨架层(比如玻璃比如玻璃)热胀冷

15、缩系数不一样在室外热胀冷缩系数不一样在室外2-4年反射面就会脱落，在沙年反射面就会脱落，在沙漠高温差地方可能几个月就完全不能使用了，并且反光率漠高温差地方可能几个月就完全不能使用了，并且反光率会慢慢下降。会慢慢下降。另外国内外也有用高反射率的薄铝板，但是这种铝板不能另外国内外也有用高反射率的薄铝板，但是这种铝板不能经受冰雹，并且不能擦洗，如果擦洗会产生永久性损伤，经受冰雹，并且不能擦洗，如果擦洗会产生永久性损伤，这种铝板使用期限为这种铝板使用期限为8年左右，并且反光率逐年降低，年左右，并且反光率逐年降低，8年年就基本只有就基本只有40%的反光率了，远远不能达到太阳能系统要的反光率了，远远不能达

16、到太阳能系统要求的求的25年年;铝板有贴保护膜的，但是保护膜造价高，也不铝板有贴保护膜的，但是保护膜造价高，也不防冰雹，不能解决所有问题。另外为了降低成本铝板一般防冰雹，不能解决所有问题。另外为了降低成本铝板一般都为都为0.3毫米左右，这样加工特别困难，加工成本特别高。毫米左右，这样加工特别困难，加工成本特别高。4、跟踪器：、跟踪器：光伏电池只有在聚光器的焦点才能工作，因为地球光伏电池只有在聚光器的焦点才能工作，因为地球阳每时每刻都在转动，所以必须使用跟踪器才能保阳每时每刻都在转动，所以必须使用跟踪器才能保证光伏电池处于聚光器的焦点证光伏电池处于聚光器的焦点;跟踪器是跟踪器是CPV系统系统的主

17、要系统之一，没有跟踪器系统就不能运行，跟的主要系统之一，没有跟踪器系统就不能运行，跟踪器除了保证系统能运行外还能比不带跟踪的系统踪器除了保证系统能运行外还能比不带跟踪的系统平均多平均多30-40%的电。但是跟踪器是机械结构，长的电。但是跟踪器是机械结构，长年累月的运行会出故障，并且会有磨损，跟踪器如年累月的运行会出故障，并且会有磨损，跟踪器如果出现故障系统就不能运行果出现故障系统就不能运行(发不出电发不出电)，如果有磨，如果有磨损了跟踪精度就会降低，由于损了跟踪精度就会降低，由于CPV系统对跟踪精度系统对跟踪精度是有要求的，如果精度降低整个发电系统就不能正是有要求的，如果精度降低整个发电系统就

18、不能正常运行常运行高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。）太阳电池。1、光电转化率：、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匹配能力较硅好。目前，硅电池的理论效率大概为23%，而单，而单结的砷化镓电池理论效率达到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，而多结的砷化镓电池理论效率更超过效率更超过50%。2、耐温性：、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，常规上，砷化镓电池的耐温性

19、要好于硅电池，有实验数据表明，砷化镓电池在砷化镓电池在250的条件下仍可以正常工作，但是硅电池在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。就已经无法正常运行。3、机械强度和比重：、机械强度和比重：砷化镓较硅质在物理性质上要更脆，这一点使得其加工时比容砷化镓较硅质在物理性质上要更脆，这一点使得其加工时比容易碎裂，所以，目前常把其制成薄膜，并使用衬底（常为易碎裂，所以，目前常把其制成薄膜，并使用衬底（常为Ge 锗锗），来对抗其在这一方面的不利，但是也增加了技术的复），来对抗其在这一方面的不利，但是也增加了技术的复杂度。杂度。砷化镓电池产业发展遇到的问题砷化镓电池产业发展遇到的问

20、题:第一，是制备费用高居不下；第一，是制备费用高居不下；第二，是砷化镓的另一个组分砷有毒，对于环境安全和生产第二，是砷化镓的另一个组分砷有毒，对于环境安全和生产工人自身身体安全都是一个不小的威胁，在没有得到有力技工人自身身体安全都是一个不小的威胁，在没有得到有力技术保证的前提下，一般的企业也不愿往这方面投产。术保证的前提下，一般的企业也不愿往这方面投产。第三，目前的砷化镓电池由于自身物理因素的限制（脆性），第三，目前的砷化镓电池由于自身物理因素的限制（脆性），一般制成带衬底的薄膜电池，需要构造隧道结和防止形成寄一般制成带衬底的薄膜电池，需要构造隧道结和防止形成寄生的生的p/n结，这增加了技术的

21、难度。结，这增加了技术的难度。第四，对于产业化来说，民众认可是很重要的，这些年来，第四，对于产业化来说，民众认可是很重要的，这些年来，对于砷化镓光伏电池，民众认知度不够，媒介和研究机构的对于砷化镓光伏电池，民众认知度不够，媒介和研究机构的宣传推广工作有些不力。宣传推广工作有些不力。第五，是国家政策，政府政策支持在光伏产业方面比较宏观，第五，是国家政策，政府政策支持在光伏产业方面比较宏观，目前还没有做到对光伏电池行业进行分类别对待，支持产业目前还没有做到对光伏电池行业进行分类别对待，支持产业发展，在成本竞争不具备优势的情况下，政策支持的不力使发展，在成本竞争不具备优势的情况下，政策支持的不力使砷

22、化镓产业化推进缓慢。砷化镓产业化推进缓慢。2 聚光器聚光器根据光学原理，聚光器可以分为折射聚光器、反射聚光根据光学原理，聚光器可以分为折射聚光器、反射聚光器、混合聚光器、荧光聚光器、热光伏聚光器和全息聚器、混合聚光器、荧光聚光器、热光伏聚光器和全息聚光器等，其中，折射聚光器和反射聚光器是应用最广泛光器等，其中，折射聚光器和反射聚光器是应用最广泛的两种聚光器。的两种聚光器。根据聚光形式，聚光器可分为线聚光器和点聚光器。线根据聚光形式，聚光器可分为线聚光器和点聚光器。线聚光器通常包括条形透镜、抛物槽或线聚光组合抛物面，聚光器通常包括条形透镜、抛物槽或线聚光组合抛物面，聚光倍数通常较低。也有的线聚光

23、器采用二级聚光器设聚光倍数通常较低。也有的线聚光器采用二级聚光器设计，可以达刭较高计，可以达刭较高(300)的聚光率。线聚光器采用单轴的聚光率。线聚光器采用单轴跟踪器既可满足对太阳跟踪的要求。点聚光器也叫轴向跟踪器既可满足对太阳跟踪的要求。点聚光器也叫轴向聚光器，在点聚光器中，用以聚光的透镜或反射镜和太聚光器，在点聚光器中，用以聚光的透镜或反射镜和太阳能电池处于同一条光学轴线上，聚光倍数通常比较高。阳能电池处于同一条光学轴线上，聚光倍数通常比较高。点聚光器通常采用双轴跟踪器对太阳进行跟踪。点聚光器通常采用双轴跟踪器对太阳进行跟踪。根据几何聚光率，聚光器可以分为低倍聚光根据几何聚光率，聚光器可以

24、分为低倍聚光(1.510)、中倍聚光、中倍聚光(10100)和高倍聚光和高倍聚光(100)器。低器。低于于10倍的聚光器可以不需跟踪太阳或者对跟踪精度倍的聚光器可以不需跟踪太阳或者对跟踪精度要求相对较低，而且可以在一定程度上利用太阳辐要求相对较低，而且可以在一定程度上利用太阳辐射中的散射光，适用于太阳直射辐射条件不太好的射中的散射光，适用于太阳直射辐射条件不太好的地区。大于地区。大于10倍的聚光器可以节约倍的聚光器可以节约90面积的电池，面积的电池，能更好地降低成本，但是只能利用太阳辐射中约直能更好地降低成本，但是只能利用太阳辐射中约直射光部分，而且聚光倍数越高，对太阳跟踪精度的射光部分，而且

25、聚光倍数越高，对太阳跟踪精度的要求也越高。要求也越高。折射聚光器包括菲涅尔透镜和普通透镜，其中菲涅尔折射聚光器包括菲涅尔透镜和普通透镜，其中菲涅尔透镜是平面化的聚光镜，与普通透镜相比，菲涅尔透透镜是平面化的聚光镜，与普通透镜相比，菲涅尔透镜具有质量轻、成本低、应用结构简单等优点。菲涅镜具有质量轻、成本低、应用结构简单等优点。菲涅尔透镜没有光学元件所定义的焦平面，可以产生远好尔透镜没有光学元件所定义的焦平面，可以产生远好于传统成像光学的光强度增益。菲涅尔透镜包括弓形于传统成像光学的光强度增益。菲涅尔透镜包括弓形和平面形两种，其中弓形菲涅尔透镜具有更好的光学和平面形两种，其中弓形菲涅尔透镜具有更好

26、的光学性能，但是加工难度相对较高。折射聚光器的透光效性能，但是加工难度相对较高。折射聚光器的透光效率受到透镜材料、加工工艺、厚度以及太阳照射时间率受到透镜材料、加工工艺、厚度以及太阳照射时间的影响，一般在的影响，一般在8093之间。另外，使用折射聚之间。另外，使用折射聚光器存在不同程度的色散现象，即波长不同，光的聚光器存在不同程度的色散现象，即波长不同，光的聚焦位置不同。焦位置不同。反射聚光器包括抛面镜、平板、抛物槽、组合抛物反射聚光器包括抛面镜、平板、抛物槽、组合抛物面面(cpc)等几种类型。反射材料主要是镀银或镀铝等几种类型。反射材料主要是镀银或镀铝玻璃，或在高分子材料的表面制备高反射率薄

27、膜作玻璃，或在高分子材料的表面制备高反射率薄膜作为反射面。反射式聚光器不存在色散现象，光斑辐为反射面。反射式聚光器不存在色散现象，光斑辐照分布均匀，反射效率可以接近照分布均匀，反射效率可以接近100。但是，太。但是，太阳能电池要安装在反射面的上方，因此太阳能电池阳能电池要安装在反射面的上方，因此太阳能电池及其固定装置会在反射面上产生投影，进而在太阳及其固定装置会在反射面上产生投影，进而在太阳能电池表面产生投影。此外，如果反射面受到污损，能电池表面产生投影。此外，如果反射面受到污损，反射率会急剧下降，从而导致光伏系统的输出下降。反射率会急剧下降，从而导致光伏系统的输出下降。二十一世纪初聚光器的发

28、展抛物面碟式抛物面碟式FISE与Ioffe研究院开发 ENTECH公司的丙烯酸拱形线聚焦聚光光伏发电系统，公司的丙烯酸拱形线聚焦聚光光伏发电系统，聚光比聚光比24，口径，口径84cm，电池，电池4cm，双轴跟踪。，双轴跟踪。光伏国际公司光伏国际公司30 kW公用联网屋顶式线性聚焦系统，公用联网屋顶式线性聚焦系统，聚焦比为聚焦比为10X ，加州萨克拉门托的萨克拉门托市政公用区安装。，加州萨克拉门托的萨克拉门托市政公用区安装。太阳系统有限公司聚焦比为太阳系统有限公司聚焦比为500倍的抛物面碟，倍的抛物面碟，将要在澳大利亚被用于两个聚光系统。将要在澳大利亚被用于两个聚光系统。静态聚光器l 新南威尔士

29、大学已开发了一种4倍聚光的静态聚光镜。l东京大学一直在研究二维和三维折射式静态聚光镜。 二维透镜的聚光率为1.65倍，而三维透镜的聚光率 为大约2倍。l UPM和ISOFOTON正在开发带双面电池的静态聚光镜。RXI光学聚光器光学聚光器 Heat sink 散热片散热片 GaAs solar cell GaAs太阳电池太阳电池电池直径电池直径3mm聚光镜对角线聚光镜对角线10cm模块厚度模块厚度3cm聚光比聚光比1000角孔径角孔径1.5UPM（马德里技术大学）设计的（马德里技术大学）设计的RXI微型聚光镜原型微型聚光镜原型聚光器依光学原理可分为折射聚光器和反射聚光器依光学原理可分为折射聚光器

30、和反射聚光器：聚光器：折射透镜折射透镜主要使用菲涅耳透镜，这种透镜具主要使用菲涅耳透镜，这种透镜具有质量轻、厚度薄的特点。有质量轻、厚度薄的特点。反射聚光器反射聚光器主要是镜面反光板，根据聚光倍主要是镜面反光板，根据聚光倍数的不同制作成长条状或圆盘状。随着聚光数的不同制作成长条状或圆盘状。随着聚光倍数的提高，各类新型聚光系统不断推出，倍数的提高，各类新型聚光系统不断推出，这类聚光系统通常在聚光器下增加一个二次这类聚光系统通常在聚光器下增加一个二次聚光器，以达到使射入电池表面光谱更均匀、聚光器，以达到使射入电池表面光谱更均匀、减少光损失、缩减聚光器到电池距离等目的。减少光损失、缩减聚光器到电池距

31、离等目的。卫星上的聚光电池系统卫星上的聚光电池系统ENTECHs current space concentrator module uses a small silicone Fresnel lens (8.5 cm wide) to focus sunlight at 8.5X concentration onto radiation-cooledtriple-junction photovoltaic cells (1.0 cm wide).Amonix, USA, 35 kW total反射式反射式CPVRussian Academy of Sciences11010005101520

32、2530321Efficiency, %Concentration, sunsEfficiency versus concentration for the GaAs (1) top cell and GaSb (2) bottom cell with prismatic cover. Curve (3) is summarized efficiency for these space cells (AM0):Eff. = 29.8%, 100suns. Eff. = 32-33%,AM1.5d, 50-200 suns 美国美国Spectrolab公司效率为公司效率为40.7的聚光太阳电池阵

33、列的聚光太阳电池阵列（ 200倍聚光条件下）倍聚光条件下）40.7 的超高效率的超高效率美国美国特拉华大学牵头特拉华大学牵头效率为效率为42.8的聚光太阳电池阵列的聚光太阳电池阵列42.4%HCPV 电池电池电能输出稳定电能输出稳定CPVCPV日发电曲线日发电曲线工业硅的生产工业硅的生产TrackerSolar cell chipMJFresnellensConnectionprotection6.00.00.51.01.52.02.5AlPGaPAlAsGaAsInPSiGeAlSbGaSbInAsInSbBandgap energy (eV)Lattic

34、e constant (A)Eg1Eg2two-junctionSCfour-junctionSCEg1Eg2Eg3Eg4GaNxAs1-xInNxP1-x 资料来源：招商证券资料来源：招商证券海外从事海外从事CPV 电池的企业电池的企业公司公司所在国家所在国家EmcoreSpectrolabSolFocusENTECHGreen VoltsSpire SemiconductorDelta ElectronicsBandgap EngineeringGlobal Communication SemiKopinMicrolink DevicesCyriumSolar SystemsIQEIMEC

35、Azur SolarCentro Elettrotecnico S.ItalianoSharp 美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国加拿大加拿大澳大利亚澳大利亚英国英国比利时比利时德国德国意大利意大利日本日本公司名称公司名称上 市上 市与否与否主营业务主营业务进入进入CPVCPV领域领域特点特点云南锗业云南锗业Y Y锗矿锗矿CPVCPV模块和模组，发电模块和模组，发电系统系统控制了控制了CPVCPV产业链的最上游原材料，产业链的最上游原材料，并有国家并有国家863863计划的支持计划的支持万家乐万家乐Y Y输配电产品及卫厨家用电输配电产品及卫

36、厨家用电器器CPVCPV模组和发电系统模组和发电系统从传统家电和电器设备生产到新从传统家电和电器设备生产到新能源转型能源转型三安光电三安光电Y YLEDLED芯片芯片CPVCPV模块和模组，发电模块和模组，发电系统系统LEDLED与与CPVCPV技术方面有相同之处，技术方面有相同之处，具有业务拓展的优势具有业务拓展的优势哈高科哈高科Y Y大豆的深加工和制药大豆的深加工和制药3MW3MW太阳能薄膜电池组太阳能薄膜电池组件中试生产线，采用聚件中试生产线，采用聚光光+ +薄膜技术薄膜技术同普尼太阳能公司合资成立普尼同普尼太阳能公司合资成立普尼太阳能（中国）有限公司，太阳能（中国）有限公司，新华光新华

37、光Y Y光学玻璃生产企业光学玻璃生产企业涉入涉入CPVCPV聚光玻璃市场聚光玻璃市场收购了天达光伏，参与收购了天达光伏，参与100MW100MW昆明昆明石林并网电站项目石林并网电站项目水晶光电水晶光电Y Y精密薄膜光学产品精密薄膜光学产品光学模组配套设施制造光学模组配套设施制造 公司传统产品即薄膜光学产品，公司传统产品即薄膜光学产品，技术上具有传统的优势技术上具有传统的优势利达光电利达光电Y Y透镜、棱镜等透镜、棱镜等聚光光伏发电系统聚光光伏发电系统公司具有光学聚光镜的生产能力公司具有光学聚光镜的生产能力东山精密东山精密Y Y精密钣金件精密钣金件模组框架模组框架下游客户为下游客户为CPVCPV

38、优秀系统集成商优秀系统集成商SolfocusSolfocus扬州中显扬州中显N N 最早生产液压成套设备最早生产液压成套设备拉砷化镓单晶半导体材拉砷化镓单晶半导体材料料国内研发生产国内研发生产CPV的机构（一）的机构（一）公司名称公司名称上市上市与否与否主营业务主营业务进入进入CPVCPV领域领域特点特点钟顺科技钟顺科技N N重点研发太阳能跟日系重点研发太阳能跟日系统，以及以跟日系统为统，以及以跟日系统为平台的跟踪式高效太阳平台的跟踪式高效太阳能光伏发电系统能光伏发电系统西 昌西 昌 C P VC P V 项 目 获 国 家项 目 获 国 家 “ 十 一十 一五五”863863计划支持，并在重

39、庆和西计划支持，并在重庆和西昌都建有昌都建有CPVCPV并网电站并网电站天津蓝天太阳科天津蓝天太阳科技有限公司技有限公司N N经天津市政府与中国电子经天津市政府与中国电子科技集团公司签订合作协科技集团公司签订合作协议，由天津电源研究所出议，由天津电源研究所出资成立的国有独资公司资成立的国有独资公司蓝天太阳科技公司是具蓝天太阳科技公司是具备从多结砷化镓太阳电备从多结砷化镓太阳电池到聚光光伏发电系统池到聚光光伏发电系统整条产业链生产能力的整条产业链生产能力的高科技公司高科技公司一期已投资一期已投资3 3亿元，于亿元，于20092009年底在年底在华苑产业区建成了华苑产业区建成了20MW20MW聚光

40、光伏聚光光伏生产线。生产线。上海聚恒上海聚恒N N公司开发的公司开发的500500倍聚光光倍聚光光伏发电系统已应用在大伏发电系统已应用在大型光伏电站中型光伏电站中. .在云南石林云电投光伏电站场落在云南石林云电投光伏电站场落成。总装机容量达成。总装机容量达20KW20KW。北京北控绿色产北京北控绿色产业有限公司业有限公司Y Y在北京房山区投资了聚在北京房山区投资了聚光型光伏发电（光型光伏发电（CPVCPV）芯）芯片及模组生产线片及模组生产线房山区项目投资房山区项目投资1010亿元亿元国内研发生产国内研发生产CPV的机构（二）的机构（二）台湾核研所台湾核研所CPV 发电系统发电系统半导体所研制的

41、第一代聚光太阳电池半导体所研制的第一代聚光太阳电池1 departure 1 mm shiftAccuracy of trackerBetter than 1 High Efficiency Concentrated Photovoltaic SystemFresnel lensSolar cell chipPhotofunnelHigh Efficiency Concentrated Photovoltaic SystemHigh Efficiency Concentrated Photovoltaic SystemHeat sinkUnit of concentrated solar ce

42、llHigh Efficiency Concentrated Photovoltaic System 高效聚光光伏发电系统原型样机高效聚光光伏发电系统原型样机 -15-10-50510150.00.81.0 relative power outputshift angle相对输出功率随接收角的变化相对输出功率随接收角的变化 入射角入射角4.5 输出功率下降输出功率下降10%中澳可再生能源研讨会留影中澳可再生能源研讨会留影世界电池产量发展概况世界电池产量发展概况 (MWp) Installed Capacities GW Year Predicted solar electri

43、cal capacities till 2030 year 完工时间完工时间功率功率地区地区所有者所有者2008 年年12 月月 2008 年年11 月月2008 年年9 月月2008 年年9 月月2008 年年7 月月2008 年年6 月月 2007 年年9 月月 2007 年年4 月月10MV10MV 3MV 300KW 200KW7.6KW 2.5KW 17KW希腊希腊西班牙西班牙西班牙西班牙西班牙西班牙西班牙西班牙美国美国美国美国美国美国Samaras GroupEMPE SolarInstitute of Concentration Photovoltaic Systems (ISFOC)KGO AM 810 Radio Transmitter SiteNational Energy Laboratory of Hawaii (NELHA)Palo Alto Regional Water Plant资料来源：招商证券国外国外CPV装机情况装机情况完工时间完工时间功