1.2 国内外太阳能光伏发电产业现状及趋势

1.3 太阳能光伏发电的优缺点

   太阳能光伏发电的优点：

（1）太阳能光伏发电主要通过太阳能电池吸收太阳能能量并转化为电能。其中太阳能资源遍布世界各地，只要太阳光能照射到的地方就不需要考虑地形、区域、海拔等影响；同时太阳能资源量十分丰富，不会被使用殆尽。

（2）光伏发电系统中通过光伏电池，采用将“热”能转化为“电”能的方式发电，其能量转换过程单一方便，内部构造简单，既节约了生产成本，在运行供电方面更加稳定可靠[4]。

（3）光伏发电本身是通过太阳能电池获得能量转化能量，所以不需要像其它常规能源使用,维护过程方便简单,并且不存在产生污染等问题。

（4）光能发电有时候只靠一块电池板就可实现，也可以多个太阳能电池安装在一起。这样多个电池板组装方式就使得发电系统运行方式变得更加多元化。

（5）太阳光可以照射到的地方就可以组建太阳能光伏发电产业，通过太阳光的辐射，大大避免了因距离远而不能输送电能的问题。

（6）光伏发电系统中的太阳能电池其内部的PN结块头小、质量轻，方便其远距离运输，再加上其外部构造简单易于组装，大大地缩短了发电系统的建设周期。

光伏发电系统主要还是依靠太阳光照射吸收从而获取能量，在太阳能自身局限性的影响下，太阳能光伏发电存在以下不足之处。

（1）太阳通过聚变反应所照射出的能量是十分巨大的，但是要经过长距离传输才可以照射在地球表面，又因为海洋覆盖着大部分的地球表面,再经过大气层的层层过滤，这样的太阳光能量真正到达地球表面的能量值仅仅是其总量的十分之一。这样太阳能的使用量大大减少，有效限制了光伏产业的发展。

（2）太阳能的局限性所带来的单位面积上地球所获得太阳能能量值偏低，就要求光伏发电系统所安装的太阳能电池组件面积要尽可能地大，这样通过太阳光照射在电池组件所获得太阳能能量增多。

（3）天气中的刮风、下雨、下雪等自然条件是不可控的，在这种气候条件的环境下是会影响到太阳光的传输和照射，具有较大的随机性。

（4）目前看来光伏发电的转换效率还是比较差的，这种转换效率是指太阳光照射到太阳能电池所产生光能被转化为电能的比率。现在理论上光伏电池的转换效率值为百分之三十，但实验室通过实验得出的转换效率值仅仅是理论值的一半。这种光伏电池的转换效率难以大规模地投入生产建设[5]。

（5）也由于其光电转换的效率并不十分理想,生产成本的投入相对较多，所带来的市场的竞争性偏低,不过这些是暂时的，我相信在科学技术水平的不断提高和国家出台政策对光伏发电产业的扶持下，光伏产业技术能够得到迅速推广。

1.4 本课题的研究内容及意义

光伏电池的光电转换效率偏低和较高的生产成本这两大问题严重制约了光伏发电产业的大规模推广与应用。随机技术的不断革新，以晶体硅材料的太阳能电池因为其昂贵的价格逐渐退出历史舞台，取而代之肯定是材料性价比高、利用效率高的薄膜类太阳能电池。但是它的光电转换理论上的效率是非常高的，而通过实验应用到实际中的效率值远远低于预期值。所以不论从学术价值还是商业价值的角度出发，设计和研究高效率的太阳能电池已经是解决问题的重中之重[6]。

本课题主要研究如何提高该电池光电之间的吸收能力。关于宽光谱吸收的光伏电池设计中，采用两种方法的太阳能电池设计：第一种通过机械组装改变其内部电池结构，减少光学流失，提高吸收效率；第二种采用四结叠层太阳能电池的方法，通过对不同材料的禁带宽度的选取，然后选取四种不同材料进行整合，使得太阳光能量可以尽可能地完全被光伏电池所吸收[7]。