兰增武 王紫欣

摘要：在当今世界，随着石化燃料的消耗越来越多，经济发展带动能源需求量不断增强，人类对于地球资源开展逐渐增加。石化资源逐渐枯竭，人类对于环境的无尽索取带来了生态环境的破坏。据科学家预测，在不远的将来，地球上的石化燃料将会燃烧殆尽，面对这样的局面，人类寻找石化燃料的替代品，大力发展清洁能源迫在眉睫。清洁能源，顾名思义燃烧不会产生有毒有害化学物质，纯天然可再生，包括风能、太阳能、核能、水电等都是重要组成部分。但是在这之中太阳能作为最方面获取，最可持续性无污染的清洁能源，在新时代得到了更大的发展，本文将对太阳能发现效率的提高进行阐述。

关键词：太阳能发电；发电效率；发电措施

一、太阳能发电特点

经过科学家测算，太阳每年在地球的表面产生的辐射热量超过一百三十万亿吨标准煤产生的能量总和，然而这些能量在人类的历史中大部分白白浪费，没有被有效利用。不仅因为利用的成本太高同时当初对于能源的需求量不像当今时代急需。但是随着科技水平的不断进步，太阳能利用效率逐渐提高，在发展的过程中逐渐发现太阳能发电优缺点并存。其中优点包括第一，太阳能是取之不尽用之不竭，不受地区海拔限制，也不会受到世界燃料价格和期货市场的变动影响，无论是发达国家还是发展中国家，只要拥有太阳能转化装备就可以就地取材收获能源。第二，石化燃料在不同国家有不同的储量，以此产生的地缘政治一直都是世界的不稳定因素，而电力的发展与一个国家的经济状况息息相关，不发达国家没有能力建设完整电网，太阳能发电对于偏远地区意义重大，不仅可以减少电网建设的经费，同时也可以减少输电线路的电量损失。太阳能发电的缺点也很明显，地理分布不均与季节变化引起能量不稳定，在季節交替的时候就会导致太阳能发电量变动明显；能量的密度较低，收集需要较长的时间，转化过程中能量损耗较大，这就对于发电量需求大的行业产生很大影响；因为气候不稳定因素影响，太阳能发电量很难预测，这就对安排生产生活产生较大不稳定性。

二、太阳能发电现状

现阶段，太阳能发电主要分为以下几个方面，家庭小型太阳能发电站、大型太阳能发电站、建筑太阳能玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补系统等。自从1980年开始，中国政府开始对于太阳能采取扶持态度，自此开始太阳能在中国的发展进入正式轨道，通过国家计划不断深入，不仅东部沿海地区享受到了太阳能的福利，广大西部地区也因此受惠，解决了西部地区八百多个乡村用电问题。随着环境问题日益突出，我国对于太阳能的支持力度逐步加大，不仅出台各项政策鼓励太阳能发展，也为此提供雄厚的资金支持。各个地方政府也在中央正确的决策下将荒芜的土地变成光伏电站，造福一方百姓。时至今日，太阳能发电依旧存在光电转换率较低的问题，国家也加大投入到科技研发与创新当中，努力解决这个世界难题。

三、提高太阳能发电效率的措施

（一）利用新型电池原料

提高太阳能发电效率，最重要的环节就是提高光电转化率，为了达到这个目标，需要不断尝试新型电池原料。现有的太阳能电池原料以硅为主要组成部分，但是科学家研究发现，有一种叫做氮化铟这种半导体材料的禁带比原有的材料更小，更能加速太阳能的光电转化，成本比较低而且发电量更为稳定高效。现有的实验指出，由氮化铟制成的新型太阳能电池的效率可以比一般太阳能电池高出百分之五十左右。

（二）理顺生产工艺

太阳能电池的生产过程中，电池的生产对于最后光电转化率会产生重大影响。而电池原料的生产工艺很大程度上影响电池转换率的高低。这就要求生产工厂对于电池原料的处理需要更加仔细，磨边，合成，电阻率大小等因素进行检测。在实际生产工艺中，制绒是原料生产的第一步，需要去除原料表面的损伤面，主要方法采用化学方法进行碱腐蚀，不仅可以有效去除切片的表面受损，还可以在原料表面形成一层具有限光的构造，减少反射，提高光电转化。后续生产工艺包括扩散制结、去磷硅玻璃、等离子刻蚀、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结、外围设备维护。只有按照上述标准理顺工艺才能够提高太阳能电池性能。

（三）增加太阳辐射覆盖面

太阳能电池发电量不仅取决于原料的提升以及生产工艺的优化，更重要的是在根源上提升太阳能的输出功率，只有当输出功率增加，才可以从根本上提升转化效率。目前国际上通用的做法是通过光跟踪技术提高太阳辐射的覆盖面，提高转化率。光跟踪技术是利用光传感的元器件提高对于太阳光的感知率，再利用信号放大技术，驱动装置调整到与太阳垂直的角度。

四、提高太阳能发电效率的反思

（一）全链条光电产业尚未形成

近年来，国家加大发展太阳能产业力度，颁布许多扶持政策，不断将太阳能产业推向进步。许多公司发现其中的商机也纷纷投入其中，但是因为产业初始时期，许多规范尚未制定，造成了太阳能电池原料出厂品质良莠不齐，后续维修工作无法跟进等问题，这就需要国家加强对于太阳能光电行业的管理。同时，因为我国的太阳能标准与美国、欧洲等西方国家未接轨，导致太阳能产品出口受到影响，无法形成全球效应。由于西方的技术壁垒，许多环节需要中国自主研发，这一定程度上也影响了太阳能产业的扩张[1]。

（二）太阳能电池技术亟待突破

从历史的发展看来，太阳能发电技术是从上世纪五十年代开始，至今不过五六十年的时间，很多科学技术还未发展成熟，尤其是太阳能电池依旧停留在过去以硅为主要原料的模式，对于太阳能发电转化率的大幅提升作用有限，国际上科级研究不断投入，对于电池原料的研究日益发展，但是还未完全到达取代硅原料的工艺。这就对于太阳能产业未来的发展带来了更大，更深远的课题，但是我们应当相信随着人类科学技术的进步，太阳能电池将会与时俱进，取得更好的发展[2]。

五、结束语

随着人类的进一步发展，石化燃料的枯竭不可逆转，在这个历史转折的时刻，加强对于清洁能源的投入至关重要。我国的政策对于太阳能发展有所倾斜，更是从国家层面支持太阳能产业的发展。在未来，太阳能发电技术会更加成熟，给予人类发展更大的动力。综上所述，只有进一步利用科学技术提高太阳能的转换率，才可以更快提高太阳能发电效率 [3]。

参考文献

[1] 胡忠文. 太阳能发电研究综述[J]. 能源研究与管理2017（3）：5-8

[2] 王焕林. 太阳能发电原理与应用[J]. 环境与生活2016（4）：15-18

[3] 曹倩苑. 太阳能最大功率跟踪研究[J]. 华中电力 2017（28）：13-15.

（作者单位：华北电力大学（保定）