截至2014年為止，聚光光伏公司幾乎全軍覆沒，其市場化進程遭到嚴重挫折，聚光光伏技術還有前途嗎

　　來源：《太陽能發電》雜志 ■ 2015/04　　本刊特約撰稿人：俞容文

　　在光伏發電的各種技術中，已經走過了近30年發展歷程的聚光光伏（concentrated PV，簡稱CPV）技術，目前看來，仍然是一個較不起眼的技術路線。
　　聚光光伏技術發展的標志性事件，是1976年美國Sandia國家實驗室制作了第一架聚光光伏發電設備原型機。
　　從一開始，人們對聚光光伏技術感興趣的主要原因，是其具有降低成本的巨大潛力。但具有諷刺意味的是，在走向市場化的過程中，聚光光伏卻因相對高昂的成本，一直為批評者所詬病。
　　隨著平板晶硅光伏系統成本的一路下降，也由于聚光光伏自身存在的一些問題，截至2014年，曾經一度火熱的聚光光伏公司，幾乎已全軍覆沒。
　　那么，聚光光伏技術還有前途嗎？

　　什么是聚光光伏
　　與其他光伏發電技術路線一樣，聚光光伏也是通過光電轉換材料的光伏效應實現發電。其所使用光電轉換材料，可以是晶硅材料，也可以是其他光電材料。這一技術的要點在于，利用光學聚焦裝置把太陽光集中到一小片光電材料上，以此節省昂貴的半導體材料，達到同樣的陽光利用效率。與一般直覺認識所不同的是，聚光技術僅僅是增大了光的能量密度，并不意味著能量的放大。
　　這樣一樣，聚光光伏就出現了一些與一般光伏不太一樣的情況。
　　首先，因為光學系統一般只能對直射光或者平行光進行聚焦，盡管太陽光照射到地球時可以認為是平行光，但到達地面的陽光，卻有一部分是經過散射、反射或者漫反射到達的，這部分陽光就無法為聚光系統所利用。通常情況下，直射陽光成分占總輻射的85%（因不同地區而異）。
　　其次，因為要保持聚光系統正對著太陽，跟蹤系統就成為聚光光伏必不可少的重要部件。傳統上，光伏發電設備不帶轉動部件一度被認為是光伏發電的一大亮點，但隨著跟蹤系統技術的進步和成本下降，更最重要的是可靠的增加，因此其他光伏技術帶跟蹤器的方案也慢慢的被行業接受。
　　再者，在使用的光電材料上，早期的聚光光伏仍然使用晶硅材料，但隨著其他更高光電轉換效率材料的發展和聚光比的提高，III-V族砷化鎵系列的半導體多結材料慢慢成為聚光光伏使用的主流材料，而晶硅材料在聚光比提高以后無法承受高密度的光照，僅停留在低倍聚光上應用。因此，聚光光伏又分為低倍聚光（LCPV）和高倍聚光（HCPV）。本文后面談到的聚光光伏，特指高倍聚光。
　　作為光電轉換材料，III-V族砷化鎵材料因其優異的熱學、光學特性，以及抗太空輻射和重量輕（砷化鎵本身就是薄膜材料），因此首先在衛星上得到了應用。衛星上為設備供電的光伏板已經由硅太陽能電池板替換成更輕便、光電轉換效率更高的砷化鎵電池板。值得一提的是，砷化鎵是一種重要的半導體材料，在微電子等領域有極其重要的應用。西方國家長期對我國進行技術封鎖，包括限制材料生長設備的進口。
　　因為砷化鎵材料相對硅材料而言比較昂貴，因此，砷化鎵系列材料應用于聚光光伏以后，聚光比必須要設計得很高，以平衡材料的成本。現在主流的高倍聚光系統一般在500~1000倍甚至更高。
　　但是，更高的聚光比又帶來新的問題。聚光比提高以后，光能量密度更高，芯片的電流密度增大，散熱問題顯得更加突出。同時，更高的聚光比對跟蹤系統的精度提出了更高的要求，現在一般要求跟蹤精度在0.5度以內，由此跟蹤器的長期穩定性和可靠性又成了新的課題。所有這些問題，都加劇了聚光光伏的成本壓力。
　　順便提一下，也正因為砷化鎵材料首先是在空間上得到應用，因此高倍聚光有時也被稱為是太空技術的地面應用。這也解釋了早期進入高倍聚光光伏領域的是些什么機構，比如波音公司的光譜實驗室、美國Emcore公司等，他們是為美國太空計劃提供空間電源的單位，國內的上海811所、天津18所，甚至德國的Azur也是一樣的性質。

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