中國在經(jīng)歷“雙反”后自主研發(fā)出了“第二代與第三代”光伏發(fā)電技術(shù)。何為第二代第三代光伏發(fā)電技術(shù)?第三代與第二代、第一代發(fā)電的技術(shù)又有什么差別?

第一代光伏發(fā)電技術(shù)=晶體硅光伏發(fā)電，有單晶硅和多晶硅的差別。優(yōu)點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)化率較高，缺點(diǎn)是售價較貴，生產(chǎn)多晶硅耗能較多，也容易污染環(huán)境。

第二代光伏發(fā)電技術(shù)=花式品種繁多的薄膜電池，優(yōu)點(diǎn)是材料用量少，售價較低，重大缺點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)化率只有晶體硅的一半，占地面積也較多。主要品種有：1、非晶、納米晶、微晶等硅薄膜。2、CIGS即銅銦鎵硒組成的薄膜。3、TeCd碲化鎘薄膜。

1、為克服“第一代”，“第二代”光伏發(fā)電技術(shù)“固有”缺點(diǎn)，人們相繼提出發(fā)展“第三代”光伏發(fā)電技術(shù)許多設(shè)想

在中國發(fā)展的“第三代”光伏發(fā)電技術(shù)=“太陽能煉硅+跟蹤+低倍聚光+高效聚光硅電池”。

這首先是新提出的理念，要進(jìn)一步提高光伏電池的“單位面積”的發(fā)電量，降低“單位面積”發(fā)電成本;尤其是太陽能發(fā)電要多“占地”，“地價”已成為影響發(fā)電成本的重要因素!于是人們就希望引入新“元素”，從半導(dǎo)體技術(shù)，轉(zhuǎn)向現(xiàn)代光學(xué)，無光像的自適應(yīng)光學(xué)。

如果引入現(xiàn)代光學(xué)，引入“跟蹤+聚光”，有可能用一塊單晶硅，或售價較貴的“多結(jié)”的單晶硅，發(fā)出“多倍”電量;有“可能”用成本較低廉的光學(xué)聚光元件，取代、減少使用代價較昂貴的半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體加工技術(shù)。

2、聚光可以多發(fā)電，這是愛因斯坦光電定律的常識;聚光的前提是跟蹤，這是現(xiàn)代天文望遠(yuǎn)鏡已解決的問題。“聚光+跟蹤”就成為進(jìn)一步降低成本的“第三代”光伏技術(shù)的最主要特征

“太陽能”聚光有許多特殊要求。首先是為適應(yīng)太陽光在空中不斷移動，人們相繼提出許多新的光學(xué)課題：例如，a)如何將移動中的太陽光“均勻”地聚集在某一面，讓光電池更有效地發(fā)生電力;光學(xué)就從成像光學(xué)走向無光像光學(xué)。b)如何既聚集來自太陽的直射光，又聚集相當(dāng)部分的散射光，增加光電池接收的光量;無光像光學(xué)就由簡易的窄角聚光走向廣角聚光。c)所聚集的，不僅是正射的光線，還包括斜射的光線;聚光理論就從在軸聚光，發(fā)展為斜軸或偏軸聚光。d)技術(shù)上還要應(yīng)用和發(fā)展自適應(yīng)光學(xué)的許多技巧，如何因地、因時不斷追蹤陽光，將陽光聚光到某一固定便于應(yīng)用的方位，如此等。

這一由理論物理研究所陳應(yīng)天研究員發(fā)展的無光像的自適應(yīng)光學(xué)，還在其它領(lǐng)域有許多許多應(yīng)用，如可制作聚光15000倍，可冶煉高純度的多晶硅，可融熔一切難熔金屬的太陽爐，……等，當(dāng)前首先是應(yīng)用到光伏發(fā)電、光熱發(fā)電。

3、為什么“高效硅基聚光電池”也是“第三代”光電發(fā)電技術(shù)的一大“特征”

“高效”可提高單位面積發(fā)電量，“高效”可大幅度降低每瓦“聚光+跟蹤”成本;而“聚光”不僅可成倍增加光電池的發(fā)電量，“聚光”還能提高光電池的轉(zhuǎn)化率。理論分析表明，聚光電池輸出功率∝入射光強(qiáng)?ln(入射光強(qiáng)/單位光強(qiáng))

4、“第三代”光伏發(fā)電技術(shù)另一“特征”是“綠色”

當(dāng)前人們對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有不少質(zhì)疑，工信部就認(rèn)為光伏產(chǎn)業(yè)從高純硅的提煉到光伏組件的生產(chǎn)，有不少“環(huán)節(jié)”屬高耗能、高污染的行業(yè)。而太陽能煉硅就不僅可少耗能，而且沒有污染，已在2011年第7期的《物理學(xué)報》Vol.60，No.7(2011)078104，寫了一篇題為《強(qiáng)輻射催化法提純多晶硅》正式發(fā)表的論文。

為什么“第三次”光伏技術(shù)能大幅度節(jié)約多晶硅，而且是綠色技術(shù)?原因是：

a、跟蹤：這將使多晶硅的用量減少30%~40%。

b、聚光：4倍聚光，尤其對“直射光”的聚光，可將硅材料、非硅材料的每度電“耗能”下降到原有的1/4。