目前，世界上已经商业化并开始规模化推广应用的太阳能发电技术的主要有四种，硅基太阳电池（包含单晶硅与多晶硅）、薄膜太阳电池、太阳能聚光光伏发电（CPV）、太阳能聚光光热发电（CSP）。四种太阳能发电技术各有特点，其中硅基太阳电池是目前光伏发电的主流，约占世界太阳能光伏发电总量的80％以上，但晶体硅的提炼与加工成本相对较高，高耗能与环境污染等问题制约了其后续的发展。薄膜型太阳电池虽然转换效率低，但弱光响应相对较好，成本相对硅基太阳电池低而发展迅速。硅基太阳电池与薄膜型太阳电池适合小规模电站特别是阳光屋顶与建筑一体化发电。相对硅基太阳电池和薄膜型太阳电池，聚光光伏与光热发电技术以高效、低成本、环保等优势在美国、欧洲等国家和地区发展迅速，适合在阳光辐照指数DNI 大于1350 的地区大规模与超大规模太阳能电站发电，但需要追日跟踪系统与阳光直射，系统相对复杂。据美国可再生能源研究所预测，至2020 年，全球聚光光伏与光热发电规模将达到120GW 的产业规模。 高效太阳能聚光光伏发电技术聚光光伏发电系统是利用光学系统将太阳能汇聚在太阳能电池芯片上，利用光伏效应把光能转化为电能的发电技术。聚光光伏发电技术分为透射式聚光光伏发电系统与反射式聚光光伏发电系统。透射式聚光光伏发电系统的聚光模组主要采用菲涅尔透镜聚焦方式，反射式聚光模组主要采用回转二次反射曲面聚焦方式，聚焦后的光线经过二次匀光处理照射在高效太阳电池芯片上实现系统光电转换效率最大化。 光电转换的电池芯片可采用硅基太阳电池、Ⅲ族太阳电池等，但世界上高效太阳能聚光系统主要采用是Ⅲ、Ⅴ族太阳电池（例如多结型砷化镓太阳电池）。太阳能聚光光伏系统模组的第１ 个关键技术指标是聚光倍率，分为低倍聚光与高倍聚光光学系统，目前世界上暂时对其没有严格的定义与划分。一般而言，聚光倍率在100 倍以下的为低倍聚光系统。高效太阳能聚光光伏发电系统首先必须是高倍聚光系统，聚光倍率的计算公式简化式如下： 聚光倍率= 太阳光接受面积/ 芯片面积。 例如：聚光单元接受太阳光直射面积为1000mm?，芯片面积为１mm?，该聚光系统的聚光倍率就是1000 倍。换句话说，1000 倍的聚光光学系统使用的太阳电池芯片面积只有非聚光型的1/1000。用便宜和环保的的光学元件替代大量和昂贵的太阳电池芯片，并且提升了太阳电池的转换效率，是推动太阳能聚光光伏发电技术快速发展的主要原因之一。 目前，国际上高效聚光光伏发电系统的聚光倍率大约在250 倍-1000 倍，最高的达到了1200 倍。聚光倍率的提高是有限度的，随著聚光倍率的提升，光能利用效率提升与成本降低明显，但随之而来的是光学系统难度加大、追日跟踪精度的提高与散热问题突出，超过800 倍的聚光光伏发电系统对光学系统模组、追日跟踪系统及散热技术提出了挑战。 高效太阳能聚光光伏发电系统的优势相对硅基太阳电池主要体现在高效、低成本、环保三个方面： 高效：世界上聚光光伏发电系统模组的转换效率约在20％-28％，最高的达到了30％，是目前其它太阳电池发电技术难以达到的。 低成本：规模化电站建设高效太阳能聚光光伏系统模组在2009 年有望达到2美元以下，约低于硅基太阳电池的20％； 环保：制造高效聚光太阳电池模组耗费的电能约运行后半年可以收回，且制造环节不产生任何污染，运行20-25 年后所有部件可回收再生。 |
