摘要：太陽能光電池板安裝在建筑物上，構(gòu)成
光電幕墻，其不但具有幕墻的功能，同時(shí)又能產(chǎn)生電能，形成
光伏建筑一體化。
主題詞：
光電幕墻 photoelectricity curtain wall
晶體硅電池 crystal silicon cell
非晶硅電池 amorphous silicon cell
光伏建筑一體化Building Integrated
Photovoltaics(BIPV)
1、前言
中國是全球人均能源保有量最低的國家之一，但人均能源消費(fèi)量居世界第二，中國的經(jīng)濟(jì)總量排名世界第三，但電力消耗卻緊次于美國； 能源的緊缺成為中國乃至世界各國家發(fā)展的主要問題，解決能源緊缺的問題成為各國首當(dāng)其沖的任務(wù)。化石能源的資源的有限性和開發(fā)利用帶來的環(huán)境問題嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
可再生能源資源豐富、分布廣泛、環(huán)境影響小、可持續(xù)利用。加快可再生能源的開發(fā)利用是解決我國能源和環(huán)境問題的重要途徑和措施。中國和世界常規(guī)能使用及規(guī)劃見下圖源；
我國是耗能大國，
建筑能耗占全社會(huì)總能耗的25%，其中建筑
采暖、空調(diào)、照明占14%，建筑建造能耗為11%，今后比例還可能有所上升，因此，我國政府在“十一五”規(guī)劃綱要(草案)中，明確提出我國將建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。規(guī)劃綱要中提出，到2010年，GDP單位能耗要降低20%，為此，可再生能源，特別是太陽能的有效利用，將對我國的能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。節(jié)能的65%主要由建筑圍護(hù)系統(tǒng)承擔(dān),因此，通過建筑一體化設(shè)計(jì)，更廣泛的推廣使用光電幕墻有著重要的意義。
2、光電的發(fā)展歷史
早在1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾(Becqurel)就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的
單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用
光伏發(fā)電技術(shù)。太陽電池工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏打效應(yīng)，就是當(dāng)物體受到光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢和電流的一種效應(yīng)。即當(dāng)太陽光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓，叫做光生電壓，使PN結(jié)短路，就會(huì)產(chǎn)生電流。
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是
太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是較少受地域限制，因?yàn)殛柟馄照沾蟮?
光伏系統(tǒng)還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設(shè)同期短的優(yōu)點(diǎn)。
光伏發(fā)電的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀自從1954年第一塊實(shí)用
光伏電池問世以來，太陽光伏發(fā)電取得了長足的進(jìn)步。但比計(jì)算機(jī)和光纖通訊的發(fā)展要慢得多。其原因可能是人們對信息的追求特別強(qiáng)烈，而常規(guī)能源還能滿足人類對能源的需求。1973年的石油危機(jī)和90年代的環(huán)境污染問題大大促進(jìn)了太陽光伏發(fā)電的發(fā)展。其發(fā)展過程簡列如下： 1893年 法國科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”，即“光伏效應(yīng)”。1930年朗格首次提出用“光伏效應(yīng)”制造“太陽電池”，使太陽能變成電能。1941年 奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)。 1954年 恰賓和皮爾松在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室，首次制成了實(shí)用的單晶太陽電池，效率為6%。同年，韋克爾首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵有光伏效應(yīng)，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制成了第一塊薄膜太陽電池。 1955年 吉尼和羅非斯基進(jìn)行材料的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化設(shè)計(jì)。同年，第一個(gè)光電航標(biāo)燈問世。美國RCA研究砷化鎵太陽電池。 1957年 硅太陽電池效率達(dá)8%。 1958年 太陽電池首次在空間應(yīng)用，裝備美國先鋒1號衛(wèi)星電源。1990年 德國提出“2000個(gè)光伏屋頂計(jì)劃”，每個(gè)家庭的屋頂裝3~5kWp光伏電池。 1995年 高效聚光砷化鎵太陽電池效率達(dá)32%。 1997年 美國提出“克林頓總統(tǒng)百萬太陽能屋頂計(jì)劃”，在2010年以前為100萬戶，每戶安裝3~5kWp。自1996年以來，世界光伏發(fā)電高速發(fā)展。表現(xiàn)在幾種主要太陽電池效率不斷提高，總產(chǎn)量年增幅保持在30%~40%，1998年已達(dá)200MWp/a；應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是
光伏技術(shù)的屋頂計(jì)劃，為光伏發(fā)電展現(xiàn)了無限光明的前途。
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