近日，科學(xué)雜志的一項研究表明：到2030年全球光伏發(fā)電量將達到10太瓦

鑒于光伏研究項目的穩(wěn)健性，光伏成本將繼續(xù)下降。在未來10到14年內(nèi)，在光伏部署中保持30%的平均增長率將涉及“系統(tǒng)層面的機遇和挑戰(zhàn)”。

1：光伏發(fā)電需要與能源儲存和協(xié)調(diào)的需求響應(yīng)“在很大程度上”進行平衡以及在長距離輸電的幫助下風(fēng)力發(fā)電。此外，不斷增加的PV將需要提供電網(wǎng)服務(wù)，并且在非常高的水平，由于化石燃料的同步發(fā)電機已經(jīng)退役，“光伏系統(tǒng)將需要生成自己的電壓參考波形并同步。”

2：為了將電池存儲成本降低到每千瓦時150美元的目標(biāo)，研究應(yīng)該探索具有更高能量密度的材料，“專注于富鎳，無關(guān)鍵材料的陰極和鋰離子系統(tǒng)的先進陽極。 “隨著成本的降低，液流電池可能會與鋰離子電池競爭。抽水蓄能水電具有巨大的技術(shù)潛力，“潛在的低成本”。

3：“最大的挑戰(zhàn)”可能是滿足冬季高緯度地區(qū)的能源需求，并指出風(fēng)力發(fā)電可能對這些地區(qū)有所幫助，人口密度低于低緯度地區(qū)會降低挑戰(zhàn)的規(guī)模。

從2030年到2050年，全球30至70太瓦的光伏發(fā)電將涉及供暖，運輸，海水淡化和工業(yè)部門的“主要電氣化”，與年度光伏部署相比，每年僅增加2%，超過2030年達到的水平在下面的第二張圖中，灰色三角形表示電氣化增加，藍色上升線表示光伏發(fā)展超過2030年的三種情景。

光伏研究路線圖以及文章中引用的最新進展包括：

硅在2018年占有約95%的市場份額，“推動開發(fā)低成本'鈍化接觸'太陽能電池，由于金屬接觸區(qū)域的載流子復(fù)合減少，效率更高。”在實驗室規(guī)模，26.7通過使用n型后交叉背接觸異質(zhì)結(jié)的硅太陽能電池已經(jīng)實現(xiàn)了%效率。

薄膜銅銦鎵二硒化物的單結(jié)記錄效率達到23.4%，砷化鎵(GaAs)達到29.1%。

對于碲化鎘(CdTe)，“多晶薄膜中的孔密度增加2-3個數(shù)量級可以為實現(xiàn)更高的效率提供可行的途徑。”

有機 - 無機雜化鈣鈦礦PV的進展包括在實驗規(guī)模上的記錄效率為20.9%至24.2%。“在溶液可處理系統(tǒng)中，高外部輻射效率，陡峭的吸收邊緣和帶隙的開路電壓比率> 90%的組合繼續(xù)引起人們的注意。”

“機械堆疊的GaInP / GaAs / Si和單片鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池分別達到了35.9%和28.0%的效率。”

該研究是來自美國，德國和日本的專家之間的合作。在國家可再生能源實驗室(NREL)的資深作者Nancy Haegel的帶領(lǐng)下，其他44位共同作者在NREL，德國，日本和其他國家的大型太陽能研究機構(gòu)，光伏行業(yè)的公司，包括美國公司First Solar，SunPower，Sinton Instruments和Siva Power，或政府機構(gòu)。

該研究由去年由全球太陽能研究所聯(lián)盟召集的第二屆Terawatt研討會提供，該研討會包括NREL，德國弗勞恩霍夫研究所和日本國家先進工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所。