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早在 1839 年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954 年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20 世纪 70 年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有 20 亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达 80 万千瓦时，假如把地球表面 0.1% 的太阳能转为电能，转变率 5%，每年发电量可达 5.6×1012 千瓦小时，相当于世界上能耗的 40 倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20 世纪 80 年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20 世纪 90 年代后，光伏发电快速发展，到 2006 年，世界上已经建成了 10 多座兆瓦级光伏发电系统，6 个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997 年又提出“百万屋顶”计划。日本 1992 年启动了新阳光计划，到 2003 年日本光伏组件生产占世界的 50%，世界前 10 大厂商有 4 家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在 1990 年——2005 年年平均增长率约 15%。20 世纪 90 年代后期，发展更加迅速，1999 年光伏组件生产达到 200 兆瓦。商品化电池效率从 10%～13% 提高到 13%～15%，生产规模从 1～5 兆瓦 / 年发展到 5～25 兆瓦 / 年，并正在向 50 兆瓦甚至 100 兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到 3 美元 / 瓦以下。
2006 年的光伏行业调查表明，到 2010 年，光伏产业的年发展速度将保持在 30% 以上。年销售额将从 2004 年的 70 亿美金增加到 2010 年的 300 亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。
二、发展现状与趋势
据前瞻网《2013-2017 年中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》调查数据显示，2011 年，全球光伏新增装机容量约为 27.5GW，较上年的 18.1GW 相比，涨幅高达 52%，全球累计安装量超过 67GW。全球近 28GW 的总装机量中，有将近 20GW 的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的 55%，分别为 7.6GW 和 7.5GW。2011 年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长 129%，其装机量分别为 2.2GW，1.1GW 和 350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，去年新增安装量约 2.1GW，增幅高达 84%。
其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，2011 年的光伏发电安装量比 2010 年增长了约 5 倍，2011 年电池产量达到 20GW，约占全球的 65%。截至 2011 年底，中国共有电池企业约 115 家，总产能为 36.5GW 左右。其中产能 1GW 以上的企业共 14 家，占总产能的 53%；在 100MW 和 1GW 之间的企业共 63 家，占总产能的 43%；剩余的 38 家产能皆在 100MW 以内，仅占全国总产能的 4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的 60%。
无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的 10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。
在今后的十几年中，中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发展潜力巨大，配合积极稳定的政策扶持，到 2030 年光伏装机容量将达 1 亿千瓦，年发电量可达 1300 亿千瓦时，相当于少建 30 多个大型煤电厂。国家未来三年将投资 200 亿补贴光伏业，中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长，并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。
三、光伏发电的优缺点
与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在：
①无枯竭危险；
②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；
③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；
⑤能源质量高；
⑥建设周期短，获取能源花费的时间短。
缺点主要有：
①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③发电成本高
四、光伏发电的具体应用领域
目前，光伏发电主要具体应用于以下领域：
一、用户太阳能电源：（1）小型电源 10-100W 不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（2）3-5KW 家庭屋顶并网发电系统；（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通 / 铁路信号灯、交通警示 / 标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路 / 铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯 / 通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播 / 通讯 / 寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵 GPS 供电等。
四、石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象 / 水文观测设备等。
五、家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
六、光伏电站：10KW-50MW 独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。
七、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。
八、其他领域包括：（1）与汽车配套：太阳能汽车 / 电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；（2）太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统；（3）海水淡化设备供电；（4）卫星、航天器、空间太阳能电站等。
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