總所周知，能源是人類社會(huì)存在和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。然而，隨著社會(huì)的發(fā)展，煤炭、石油等傳統(tǒng)不可再生的資源日益減少，開發(fā)清潔的能源迫在眉睫。太陽能是取之不盡的能源，而每年到地球表面的太陽能是全世界每年能源消耗的一萬倍，所以太陽能是人類不可忽視的能源形式。其中太陽能電池是人們利用太陽能的一種重要方式。太陽能電池將資源無限、清潔干凈的太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能。近些年來，世界太陽能電池的產(chǎn)量以年增長率30%的速度快速發(fā)展。科學(xué)家預(yù)言，在21世紀(jì)中期太陽能光伏發(fā)電將成為重要的發(fā)電方式。因此對(duì)太陽能電池的研究成了一個(gè)熱門專業(yè)。

太陽能電池的發(fā)電效率：

單晶硅太陽能的光電轉(zhuǎn)換效率最高的達(dá)到24%，這是所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的。但是單晶硅太陽能電池的制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。多晶硅太陽能電池從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。因此，從性能價(jià)格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。

研究者發(fā)現(xiàn)有一些化合物半導(dǎo)體材料適于作太陽能光電轉(zhuǎn)化薄膜。例如CdS，CdTe;Ⅲ-V化合物半導(dǎo)體：GaAs，AIPInP等;用這些半導(dǎo)體制作的薄膜太陽能電池表現(xiàn)出很好光電轉(zhuǎn)化效率。具有梯度能帶間隙(導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的能級(jí)差)多元的半導(dǎo)體材料，可以擴(kuò)大太陽能吸收光譜范圍，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。使薄膜太陽能電池大量實(shí)際的應(yīng)用呈現(xiàn)廣闊的前景。在這些多元的半導(dǎo)體材料中Cu(In，Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽光吸收材料。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽能電池明顯地高的薄膜太陽能電池，可以達(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為18%。

太陽能電池的發(fā)電成本：

光伏發(fā)電成本隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷降低，其中光伏組件成本30年來幾乎降低了2個(gè)數(shù)量級(jí)。隨著技術(shù)進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，光伏發(fā)電的成本將繼續(xù)不斷降低。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，在1991年國外光伏發(fā)電價(jià)格為40-75美分/kwh，1995年為25-50美分/kwh，2000年為12-20美分/kwh，而光伏系統(tǒng)成本則分別為10-20美元/Wp、7-15美元/Wp、3-7美元/Wp。

據(jù)了解，我國太陽能電池組件目前的價(jià)格大約為3.95美元/瓦，并網(wǎng)系統(tǒng)價(jià)格為6-7美元/瓦，發(fā)電成本為0.25美元/瓦。最近完成的8兆瓦并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的前期研究表明，目前太陽光轉(zhuǎn)化成電能的轉(zhuǎn)化率不到15%，光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)4—5元/千瓦時(shí)，是目前火電成本的10倍左右。如此高的價(jià)格，無論是由用戶分?jǐn)傔€是由國家補(bǔ)貼，大規(guī)模推廣使用太陽能的阻力很大。暫時(shí)還無法同火電、風(fēng)電等競爭。

然而世界上近期的大規(guī)模市場發(fā)展和快速的技術(shù)進(jìn)步正在使光伏系統(tǒng)設(shè)備和發(fā)電成本有效降低，預(yù)計(jì)到2010年光伏系統(tǒng)將降到3美元/瓦左右，發(fā)電成本將下降到每度0.1美元，也就是人民幣1元錢左右。

預(yù)計(jì)到2020年太陽能發(fā)電成本將進(jìn)一步下降，為2010年的一半，到2030年預(yù)計(jì)為2020年水平的一半。

太陽能電池的應(yīng)用：

1.用戶太陽能電源：(1)小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等;(2)3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);(3)光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。

2.交通領(lǐng)域：如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

3.通訊/通信領(lǐng)域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。

4.石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫閘門陰極保護(hù)太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測設(shè)備、氣象/水文觀測設(shè)備等。

5.家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。

6.光伏電站：10KW-50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光(柴)互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等。

7.太陽能建筑：將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。

8.其他領(lǐng)域包括：

(1)與汽車配套：太陽能汽車/電動(dòng)車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;

(2)太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng);

(3)海水淡化設(shè)備供電;

(4)衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。