近日，河北省涿州市聚烨光能技术有限公司的塔式聚光光伏系统示范项目成功并网发电。塔式聚光光伏技术是一种独特的新型太阳能利用技术。它不同于碟式光伏，也不同于传统的静态平板光伏的发电模式，而是通过大量的超白玻璃制成的定日镜，经芯片程序控制，可以像向日葵那样自动跟踪太阳，并将太阳光反射聚焦在一个中央塔结构顶部的接收器上。该接收器装有以密集阵列式排布的超高效光伏电池，实现太阳能到电能的转化。
 

 

　　据涿州聚烨光能技术有限公司总经理慕震介绍，塔式聚光光伏历经国外3家公司近20年的共同研发，是具有巨大商业投资前景的太阳能发电技术。公司的塔式聚光光伏系统，采用全球光电转化率最高、原本用于航天科技的砷化镓电池技术，是目前全球唯一的可对已建成电站进行升级的光伏系统。通过以更高效率的光伏电池替代原有电池，可以直接增加已建电站的发电量和收益。而这套光伏系统所采用的定日镜，是超白玻璃反射镜，可实现低成本规模化生产。慕震预计，5年内，塔式聚光光伏系统的发电成本或将达到目前化石能源水平。

 

　　跟晶硅技术相比，在大规模光伏并网发电应用市场上，高倍聚光还是个年轻的小角色（尽管其芯片技术在太空中已经是非常成熟的应用）。这暗示了聚光可靠性数据积累不足，也体现在价格和行业成熟度上，聚光光伏还未得到真正的重视。多位专家对记者表示整个光伏产业主要任务是降低成本，而CPV技术、薄膜技术作为光伏发电的一份子，由于技术、成本、市场等因素在整个政策支持方面非常欠缺，单靠个别企业难以长久支撑。

 

 

　　聚光光伏技术采用多结的III-V族化合物电池。与晶硅和薄膜电池技术相比，多结电池具有很多优点。首先，多结电池具有宽光谱吸收的特点，从而大大提高转换效率；其次，多结电池温度系数小，适合在高温下工作，因而可以采用高倍聚光技术，减小电池面积；此外，以相对廉价的聚光器件替代昂贵的半导体材料，在大规模应用于发电时可有效降低成本、降低生产能耗。晶体硅太阳能电池的理论转换效率大概为26%，多结的III-V族电池理论转换率可超过60%，充分体现了其宽光谱吸收器件的优势。

 

　　聚光倍数的增加也将使太阳能电池芯片的材料得到节省，从而使成本得到降低。如果多结电池聚光倍数为1000倍，则所需的芯片面积仅为受光面积的1/1000。经测算，1兆瓦的多结聚光太阳能电站，其所用的多结半导体材料仅为67克。

 

　　从中长期来看，聚光光伏技术路线非常清晰，降成本前景也非常好，只要形成规模优势，其主要光学配件等均有大量成本下降的空间。某业内人士表示：“第三代聚光光伏技术具有单块功率比较大、效率比较高、占地面积小等优势。聚光太阳能发电技术如果得以大规模应用，能极大缓解能源供应紧张问题。”

 

　　不过，聚光光伏系统技术门槛较高，其太阳能电池生产技术复杂、系统集成技术复杂，其核心技术三结砷化镓电池外延技术只有少数的几个厂家掌握，因此真正实现商业化还有很长的路要走。

 

　　在成本方面，聚光光伏的太阳跟踪系统、维护保障系统等方面的成本也不容忽视。尽管普通的晶体硅光伏系统也需要跟踪系统，但高倍聚光光伏的太阳跟踪系统对精确度的要求非常高，一方面是为了保证太阳能能准确地聚焦到太阳能电池芯片，另一方面也是避免对芯片周边的组件材料造成损害；而太阳跟踪系统精确度的提升也会使得成本大幅增加。另外，周边环境对聚光光伏系统的影响也很大，例如，在刮风的时候，小幅的倾斜对晶体硅电池几乎没有影响，但很可能会对聚光光伏系统的聚光效果产生致命的影响。

 

 

　　对聚光太阳能电池的研究历史并不短，美国的科研人员在1967年就提出了这个概念，但是真正开始建设示范电站也只是最近几年的事。目前，全球有数十家公司涉足聚光光伏系统，多数集中于美国，2014年SolarJunction与奥晶科技(Emcore)都转售退场，2015年才一开始，退场名单上就又多了一家，在2014年就已经遭列为危险观察名单的Soitec，宣布将退出聚光光伏事业。

 

　　在太阳能电池成本节节下降的同时，聚光式太阳能电池的定日设备与反射镜价格却维持原状，而设备较复杂也使得聚光式太阳能电池可靠性较低，价格与功能上的不利因素让聚光式太阳能电池计划较其他太阳能计划更难取得融资，而使得资金成本也较高，多方因素加乘，使得聚光式太阳能电池相较之下越来越不划算，2014年，聚光式太阳能电池在总体太阳能电池市场中只占0.25%，2015年一开年就少了Soitec，也预示着聚光式太阳能电池的处境将越见艰难。

 

　　中国在聚光光伏产业中，不仅能够商业化生产聚光芯片，在模组和系统上也积累了大量的实际生产经验，包括芯片的材料设计和商业化生产、接收器组装、光学部件、跟踪器等，已经形成了完整的聚光光伏产业链，且发电项目装机量在国际上也名列前茅。

 

　　业内专家表示，CPV技术在光伏发展中具有重要地位，我国在该领域研究与应用推广方面还有差距，近年来对该领域的重视有所提升，目前该领域的研究已经被列入今年的863计划项目，我国在CPV技术国产化方面，也初步形成了一定的规模。在电池的研发和产业化方面，我国航天系统、电子科技系统的多个研究所也在致力于聚光太阳能电池芯片的研发和生产。