最近，德国弗里茨·哈伯研究所，柏林技术学院以及维尔茨堡大学的科学家发现了光子的激子裂变机制，这是一种新的光电转换机理，将具有激子裂变特性的五苯基等材料应用于硅太阳能电池中，可能会使光电转换效率提高约1/3。
这项研究结果，已经在《自然》期刊上刊登。
这项发现为光电转换技术的发展提供了新的契机。在现有的 Si基太阳电池中，一个光子仅能被一个电子激励，若能通过激子分裂来提升其光伏转化效率，将会极大地推动整个光伏行业的发展。
据该科学团队介绍，在不久的将来，新一代的以激子分裂为基础的太阳电池，将会逐渐替代常规的硅基太阳电池，并在光电转换方面占据主导地位。
“这一研究结果表明，激子分裂可能是硅太阳电池性能改善的一种有效机制。这项发现对我们开发高效、低成本的硅太阳电池至关重要。”德国波恩大学化学系副教授、该论文的合作者之一、波恩大学材料科学与工程系博士后研究员马蒂亚斯·施密特说。
然而，虽然在此基础上揭示了激子分裂机理，但该机理在光电器件中的应用还存在诸多问题。
如，如何将五苯这样的激子裂变材料加入到硅太阳电池中，如何提高硅太阳电池的光电转化效率，如何降低硅太阳电池的成本，这些都需要科研工作者去探索。
光伏发电整体仍属高景气态势
在政策和市场的双轮驱动下，我国太阳能光伏产业保持高速增长，市场对太阳能电池的需求愈发旺盛。业内人士预计，今年我国光伏产业有望继续保持高增长态势，制造端扩产项目将实现多点开花，投资主体趋向多元化发展。
2023年光伏行业整体仍属高景气态势，制造端投资主体多元化趋势明显，头部企业产能扩张叠加跨界企业新进布局，产能规模及技术水平提升明显。电站端随着市场化推进，发电企业积极争取资源扩大装机容量。制造端及应用端竞争异常激烈，活跃度极高。
据国家统计局数据显示，3月太阳能电池（光伏电池）产量为43.2吉瓦（GW），同比增长69.7%。1~3月总产量为105.26GW，同比增长53.2%。
从政策方面来看，在多项利好政策的影响下，光伏产业保持高速增长。国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》中明确，“到2030年，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上”，与2020年底全国太阳能和风电的装机总量为5.3亿千瓦相比，意味着要在10年间实现装机量超过一倍的增长。《“十四五”现代能源体系规划》也提到了要“全面推进风电和太阳能发电大规模开发和高质量发展”。
从市场方面来看，近年来我国太阳能电池产业链上下游均保持良好发展态势。工信部数据显示，2022年全国多晶硅、硅片、电池、组件产量分别达到82.7万吨、357吉瓦、318吉瓦、288.7吉瓦，光伏行业总产值突破1.4万亿元。
从国际化程度来看，企业“走出去”步伐加快，国际市场竞争力和影响力与日俱增。新兴市场逐步崛起，对澳大利亚、墨西哥、巴西、中东地区等市场出口快速增长。海关总署数据显示，一季度电动载人汽车、锂电池、太阳能电池“新三样”产品合计出口增长66.9%，同比增量超过1000亿元，拉高了出口整体增速2个百分点，比去年的拉动力进一步增强。其中，太阳能电池出口突破900亿元，增长23.6%。商务部对外贸易司司长李兴乾表示，2022年，以电、光、锂“新三样”即电动汽车、光伏产品、锂电池出口为代表，我国高技术、高附加值、引领绿色转型的产品成为出口新增长点。
赛迪顾问“双碳”经济研究中心常务副总经理马巍威对记者表示，随着光伏发电技术的成熟，度电成本降低，我国光伏产业由最开始依赖政府补贴已经逐步转变为平价上网的市场主导阶段。在庞大市场需求的催动下，光伏产业链产能实现整体提升，利润也逐渐从上游向中下游合理均衡转移。此外，优势企业也纷纷开始布局海外光伏电站的建设运营。
光伏发电成本有继续下降的空间
当前，经济社会各领域都在积极谋求低碳转型发展，能源低碳转型是关键。在马巍威看来，光伏作为新能源优势细分领域，与交通、建筑、工业等重点用能领域有了更加紧密的结合，集中式与分布式光伏发展齐头并进。
“国内光照资源良好地区的光伏发电成本现在已与煤电相当，说明光伏发电已经具备经济性，应用场景广泛。”毛吉平认为，未来成本还有继续下降的空间。
谈及成本下降的原因，毛吉平表示，一是现在硅料处于高位，后期硅料价格降低会带动光伏制造成本的降低；二是电池新技术的应用会带来转换效率的提升，可以进一步降低发电成本；三是根据现有的初次能源结构分布，光伏发电在总发电量中占比仍然偏低，考虑到全球能源安全的大背景，能源格局的安全性和能源结构的多元化、低碳化、经济性，光伏行业的高速增长是不可避免的。
中国电力企业联合会发布的《2023年度全国电力供需形势分析预测报告》显示，2023年底全国并网太阳能发电预计达4.9亿千瓦，太阳能发电装机规模将在2023年首次超过水电装机规模。
马巍威表示，对于生产企业来说，生产制造过程的降本增效和大尺寸硅片的研发生产将是各企业下一步主要的发展方向。在技术研发上，随着P型电池的普及，TOPCon、HJT等N型电池技术将成为热点。
相关专家指出，光伏发电成本还将持续下降。降本增效是光伏行业不变的本质，而技术持续进步是光伏发电成本下降的最大推力。
如何提高太阳能电池板的效率？
1. 聘请专业的太阳能安装人员
当你正确安装太阳能电池组件时，可以最大限度地吸收太阳的辐射。这样一来，电池板就会产生更多的电力。在进行安装时，方向和角度是需要考虑的两个主要因素。通常情况下，太阳能电池组件在18-36度的角度下可以获得最佳的阳光照射。对于北半球的人来说，太阳能电池板应该在朝南的斜坡上。在南半球，你应该把太阳能电池板安装在朝北的斜坡上。主要的想法是要最大限度地暴露在阳光下。
虽然在某种程度上具有讽刺意味，但你应该注意，温度水平会影响太阳能电池板的效率。温度的上升可能会导致太阳能电池板的效率下降。屋顶和电池板之间应该有足够的空间，通过允许空气流动来防止系统过热。所有这些都需要技能和知识，而专家了解所有这些以及如何最好地做到这一点。
2.清洁
太阳能电池板的部件是固定的，因此不需要大量的维护。但污垢往往会聚集在表面，从而降低了效率。当然，当表面有污垢时，对太阳光的吸收也会减少。
一些因素决定了你应该多长时间清洗一次太阳能电池板。首先，考虑你所在地区下雨的频率。雨水会大大冲走污垢，意味着你不必进行清洁。此外，清洁太阳能电池板的成本可能决定了你开展这项工作的次数。污垢和灰尘对效率的影响不大，但你不应该忽视它，因为它在一年中可能是5%左右。根据你所在的地区，产量可能会降低20%以上。
3. 在太阳光照高峰期使用
太阳能电池板通常从太阳光线中产生。换句话说，它只能在白天产生能量。为了获得最大的效果，尽量在白天中午时间段使用，这样，你将提高太阳能电池板的效率。你可以通过以下方式做到这一点。确保在有阳光的时候，所有电器都充满电，如笔记本电脑、电话、灯具。确保在白天把所有的太阳能设备拿出来，让它们充分充电，这样到了晚上它们就会充满电。
始终确保你在白天将使用太阳能的加热和冷却设备调整到你想要的温度。到了晚上，你把它们关掉，以减少电力的使用。如果你的逆变器有储存能量的能力，确保它们被充分充电，以减少电力浪费。
4. 追踪
另一个提高太阳能电池板效率的好方法是跟踪。太阳的直射光束比间接光束携带更多的原始能量。这就是为什么下午比早上更热，因为太阳是以直射光束照射地球。
你通过使用被称为太阳能跟踪器的特殊设备来实现跟踪。作为标准，太阳能支架保持静止状态。这甚至是在一天中来自不同方向的辐射的打击。然而，太阳能跟踪器跟踪太阳，因为它在天空中闪耀。通过跟踪，太阳能电池板在任何时候都直接面对射入的光束。
跟踪允许暴露在大量的太阳能量中。因此，由于将更大比例的太阳辐射转化为电能，因此会有更多的电力生产。太阳能跟踪器有两种型号。有一种单轴模型，它比较便宜，但效率较低。双轴模型在跟踪太阳的位置方面更加精确。虽然它更昂贵，但它产生的电力更多。但无论如何，跟踪是提高太阳能电池板效率的关键，因为它增加了可用于转换的太阳光量。
5. 一次使用一个设备
你的太阳能电池板的大小和设备的功率消耗决定了你充电的设备数量。因此，单独使用一个设备将是减少用电的可靠方法。以下是实现这一目的的方法。如果不看，就关掉电视。确保洗碗机和吸尘器不在同一时间运行。此外，吹风机和电动剃须刀也不应该同时运行。
6. 做出正确的选择
你选择的太阳能电池板决定了它为你提供的效率。这是最重要的事情，你应该永远放在心上，因为如果你想最大限度地提高你的太阳能电池板的效率，确保你做出一个合理的决定。
这有助于你通过确定太阳能系统获得该特定面板所需的所有信息，这将提供结果，在你的投资价值使你有可能避免过度用电。在确定使用一种太阳能电池板之前，请查看不同的太阳能电池板型号。请了解并询问更多关于其功率容量和那些其他功能的问题，以提高能源转换水平。
单晶硅类型具有最高的效率，往往成本更高。此外，它们在屋顶上是最重的。薄膜类型非常便宜，但它们的效率较低。关于它们的技术有很多研究，因此在未来几年有很大的潜力。虽然它们消耗大量的空间，但它们非常轻。
多晶硅太阳能电池板在效率、价格、甚至重量方面都是中间产品。在它们的制造过程中几乎没有废物，这对环境没有重大影响。
7. 始终有一个备用的储能系统
市场上有太阳能电池系统。有必要对它们进行投资，因为它们将通过维持总预算而发挥很大的作用。太阳能电池板系统，如太阳能灯和太阳能伞通常有其存储设施，让你在白天保存更多的能量。
然后你可以在晚上使用这些储存的能量，以减少耗电；我们使用太阳能最好的一点是，即使面临停电，你也可以一直有电。秘诀是保持充电。备用电池有助于提高太阳能模块的使用效率。
8. 安装一个太阳能集中器
这个装置使你能够最大限度地利用你的太阳能电池板上的电力。它有助于集中太阳能光，并将其转化为电能。安装这个装置的主要原因是为了集中大部分落在太阳能板上的辐射。
这个过程还包括使用其他设备，如镜子，以提供双重优势。出于这个原因，聚光器可以用来提高太阳能电池板的效率。除了为你提供更好的能源之外，它们还能帮助你节省很多钱。
