進入2010年來，聚光光伏發(fā)電技術(shù)正逐漸成為太陽能領(lǐng)域的焦點。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，聚光光伏正迎來規(guī)�；�發(fā)展的臨界點。
　　成本降低空間更大
　　專家認(rèn)為，與傳統(tǒng)的晶硅電池制造過程相比，聚光光伏設(shè)備生產(chǎn)具有低污染、低耗能的特點。同時，其系統(tǒng)聚光倍數(shù)越大，所需的光伏電池面積越小，對于500倍的聚光光伏系統(tǒng)來說，10mm×10mm面積的電池可以生產(chǎn)相當(dāng)于230mm×230mm面積晶硅電池發(fā)出的電能，在節(jié)省半導(dǎo)體材料用量的同時，降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和能耗，使得聚光光伏系統(tǒng)具有更短的能源回收期。
　　天津藍天太陽科技有限公司總經(jīng)理孫彥錚在接受記者采訪時表示，未來聚光光伏系統(tǒng)成本壓力將會有所緩解。隨著聚光光伏技術(shù)的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進一步擴大，預(yù)計未來幾年內(nèi)其綜合成本即可低于晶硅和薄膜電池。如果對光伏發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)征收碳排放稅，聚光光伏系統(tǒng)的投資回收期僅會延長1～2個月，而晶硅和薄膜電池均會延長1年以上，屆時聚光光伏系統(tǒng)的相對成本優(yōu)勢將更加明顯。
　　目前全球有數(shù)十家公司涉足聚光光伏系統(tǒng)，多數(shù)集中在美國，其中以Emcore和SolFocus為代表。SolFocus是西班牙和希臘兩個10MV級聚光光伏電站項目的系統(tǒng)供應(yīng)商；而Emcore的聚光光伏系統(tǒng)銷售收入在2008年就已經(jīng)超過5000萬美元。國內(nèi)方面，有萬家樂、三安光電、新華光、水晶光電、利達光電等上市公司以及藍天太陽能（中國電子集團18所）、中科院蘇州納米研究所等企業(yè)和機構(gòu)也都在致力于聚光光伏技術(shù)的市場化應(yīng)用。
　　聚光光伏最大的亮點是光電轉(zhuǎn)換效率高，在目前商業(yè)化的光伏技術(shù)中，聚光光伏的光電轉(zhuǎn)換效率是最高的。而轉(zhuǎn)換效率是決定光伏系統(tǒng)成本的重要因素，留學(xué)美國研究III-V族電池多年的俞容文博士表示，從目前晶硅電池的情況來看，轉(zhuǎn)換效率每提升一個百分點就將降低大約10%的系統(tǒng)成本，因此轉(zhuǎn)換效率的提升空間決定了聚光光伏發(fā)電在未來更具有成本優(yōu)勢。
　　技術(shù)可靠性還有待提高
　　其實，聚光太陽能電池并不是一個新的技術(shù)，美國科研人員在1967年就提出了這一概念并開始技術(shù)研發(fā)，但具有一定規(guī)模的示范電站的建設(shè)只是最近3～5年的事，主要的原因是Ⅲ-Ⅴ族太陽能電池成本的降低，以及多結(jié)電池的研制成功加速了聚光光伏商業(yè)化的進程。不過，聚光光伏系統(tǒng)的可靠性驗證需要進一步加強；另外，聚光鏡和跟蹤系統(tǒng)也是聚光光伏商業(yè)化過程中的難點。
　　俞容文介紹說，目前主要有三種材料可以用于制造聚光太陽能電池，包括硅基電池、砷化鎵電池和多結(jié)電池。對硅太陽能電池而言，由于硅是間接半導(dǎo)體材料，其熱性能比較差，目前其聚光倍數(shù)最高只能做到100倍，在聚光條件下效率僅提高約1%；此外，用于聚光光伏的晶體硅材料其品質(zhì)必須達到半導(dǎo)體級，其材料成本也高于普通光伏級硅材料。砷化鎵材料在光子躍遷過程中并不伴隨著發(fā)熱，因此其熱性能優(yōu)于硅材料，但其聚光倍數(shù)也只能做到100倍～200倍。目前使用鍺、砷化鎵、鎵銦磷等3種不同的半導(dǎo)體材料形成三個p-n結(jié)，制作了多結(jié)太陽能電池，由于每一種半導(dǎo)體材料具有不同的禁帶寬度，分別對應(yīng)不同的太陽光譜，可以對太陽光進行從藍光、可見光到紅外光的全譜線吸收。這種多結(jié)太陽能電池的聚光倍數(shù)可以達到1000倍～2000倍，在聚光之后，其轉(zhuǎn)換效率可以在30%的基礎(chǔ)上再增加8%～10%。
　　對于國內(nèi)有公司將LED技術(shù)在聚光光伏系統(tǒng)的借鑒，俞容文表示，多結(jié)太陽能電池Ⅲ-Ⅴ族材料的生長技術(shù)與LED外延技術(shù)實際上是同源的技術(shù)，基本上使用同樣的設(shè)備和工藝，LED生產(chǎn)工藝完全可以移植到多結(jié)聚光太陽能電池。
　　聚光光伏電池通常使用砷化鎵等Ⅲ-Ⅴ族材料，因為經(jīng)過聚光之后太陽能電池溫度會迅速升高，隨著溫度的升高硅太陽能電池的效率會下降；如果要有效地降低電池的溫度，就必須加快散熱，這又會使得成本大幅上升。
　　盡管用砷化鎵材料制造太陽能電池已有多年的歷史，但聚光光伏所需的砷化鎵電池與普通砷化鎵電池也有所不同，因為聚光之后電流增大，對電池表面載流能力的要求也提高，從而對砷化鎵材料的要求也更高。
　　對于CPV技術(shù)的可靠性問題，上海太陽能工程技術(shù)研究中心主任李紅波認(rèn)為，對高倍聚光太陽能來說，一些系統(tǒng)的技術(shù)問題還沒有解決，國外也處于示范狀態(tài)。在計算投資回收期的時候，還應(yīng)該考慮系統(tǒng)維修的成本以及維修期間發(fā)電的損失。
　　從系統(tǒng)中的部件來說，聚光光伏與其他光伏系統(tǒng)最大的不同就是高倍聚光設(shè)備——透鏡片，設(shè)計出復(fù)合高聚光系統(tǒng)嚴(yán)苛要求的光學(xué)部件對CPV技術(shù)十分關(guān)鍵。傳統(tǒng)上講，平板菲涅爾透鏡或鏡子都被采用過，比如Sandia、Ramon Areces、Euclides systems等系統(tǒng)中。而如今系統(tǒng)中，菲涅爾透鏡仍然是很多公司選擇的光學(xué)部件，如Concentrix、Amonix、Emcore等。
　　在談到透鏡的使用問題上，成都菲斯特科技有限公司何鳳英認(rèn)為，菲涅爾透鏡易于設(shè)計和模擬以及具有較低的成本，是聚光光伏系統(tǒng)中采用菲涅爾透鏡的主要因素。然而要達到高倍聚光系統(tǒng)要求，菲涅爾透鏡制造卻面臨著一系列挑戰(zhàn)。目前有多種工藝技術(shù)制造菲涅爾透鏡，從注塑到熱壓到硅薄膜等方式，都需要經(jīng)歷非常艱難的工藝調(diào)試，有時價格也不夠樂觀。為了提高整個系統(tǒng)的光線接受角，可以使用二次光學(xué)元件。二次光學(xué)元件通常是固體玻璃或中空金屬棱鏡，這兩種光學(xué)元件都能夠提高光能在電池上的分布，提高光接受效率，但不帶二次光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)也能夠達到較高效率。
　　反射式光學(xué)元件也是另一種選擇，能夠以多種方式使用，如在大型拋物鏡面碟系統(tǒng)中，使用電池陣列，如Solar System的技術(shù)就是這種；或者小型鏡面系統(tǒng)，每個電池對應(yīng)一個拋物鏡，也能夠安裝更多反射裝置，如Solfocus系統(tǒng)。
　　另外，其他非成像光學(xué)概念如內(nèi)部全反射（TIR）系統(tǒng)，也有公司采用，如ISOFOTON。近年來，新的光學(xué)概念如XR或RXI被開發(fā)出來，這種技術(shù)融合反射和折射為一體，并且有潛力達到相當(dāng)于非常高聚光比，入射角也非常寬。
　　未來發(fā)展前景廣闊
　　對于聚光光伏的發(fā)展前景，李紅波表示，規(guī)模是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的競爭籌碼，聚光光伏發(fā)電要得到推廣，還需要業(yè)界加大投入。要解決聚光光伏存在的問題，必須在跟蹤系統(tǒng)、玻璃透鏡、封裝材料等各環(huán)節(jié)實現(xiàn)突破，需要從事不同領(lǐng)域的廠家共同努力，而不僅僅是解決太陽能電池的問題。在聚光光伏電站得到推廣之前，必然會經(jīng)歷示范運行過程，在示范運行中會暴露出很多問題，只要有廠家愿意投入力量去解決，那么聚光光伏很快就會得到推廣。
　　高倍聚光光伏系統(tǒng)需要達到一定的規(guī)模才會有效益。在李紅波看來，可行的規(guī)模至少應(yīng)該在100MW以上，如果是幾兆瓦的裝機容量，很難得到效益。比如，對于一座100MW瓦的聚光光伏電站，如果其中1MW的設(shè)備需要維修，就不會對整個系統(tǒng)造成太大的影響。但如果電站的規(guī)模只有1MW，經(jīng)常處于維修狀態(tài)的話，成本就會大幅上升。
　　業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，聚光光伏系統(tǒng)畢竟是剛剛步入光伏領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的晶硅及薄膜光伏系統(tǒng)來比，還很弱小。在未來的一段時間內(nèi)，晶硅與薄膜電池技術(shù)仍將是光伏市場的主體，但聚光光伏系統(tǒng)將逐漸增大其在光伏領(lǐng)域的市場占有率，并將長期與晶硅、薄膜電池共存。
　　聚光光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展30多年了，近些年來逐漸成為行業(yè)關(guān)注的熱點，但在走向產(chǎn)業(yè)化過程中還有諸多困難有待解決。有關(guān)專家表示，目前研究聚光光伏技術(shù)的企業(yè)很多，但各家組件模式都不盡相同，孰優(yōu)孰劣有待考察，可以說聚光組件設(shè)計趨同之時，就是其規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之時。在器件技術(shù)方面，他們也給出了發(fā)展目標(biāo)的參考。
　�。�1）多結(jié)電池效率達到40％-50％，聚光倍數(shù)500-1000倍，電池成本低于0.2美元/W；
　�。�2）硅聚光電池效率超過28％；
　�。�3）高效率（＞90％）低成本（＜0.3美元/W）的聚光光學(xué)系統(tǒng)；
　�。�4）10000倍的聚光光學(xué)系統(tǒng)；
　�。�5）組件效率超過30％，成本低于0.8美元/W；
　�。�6）高可靠性跟蹤系統(tǒng)成本低于100美元/平方，逆變器成本低于0.3美元/W，聚光系統(tǒng)總成本低于2美元/W。
　　長遠來看，聚光光伏的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是大勢所趨，未來市場前景廣闊，但當(dāng)下還面臨著技術(shù)統(tǒng)一性、系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性以及成本經(jīng)濟性等多方面的發(fā)展瓶徑有待突破。記者以為，技術(shù)的統(tǒng)一性是解決規(guī)�；�發(fā)展和系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性的必然前提，而只有規(guī)�；�發(fā)展，才可能凸顯CPV技術(shù)的成本優(yōu)勢，從而形成核心競爭力，贏得市場空間。