Page 171 - 电气工程与电力系统自动控制
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第五章 太阳能材料与热利用技术的应用及发展
技术，通过 Simulink 进行速度环仿真，他提高了聚光光伏发电的太阳能利用率。
第六，针对传统 MPPT 控制算法的不足，陈进美提出将电导增量法与固定参数法
结合、扰动观察法和固定参数法结合、扰动观察法和高斯法结合的复合 MPPT 控
制算法，并全面分析了这些算法的优缺点及现实的合理方案。第七，中国科学院
重点实验室在无空穴传输材料的钙钛矿型薄膜太阳能电池研究方面取得了重要进
展，制备的电池光电转换效率率先突破 10%，达到了 10.47%，是现有国内外公
开报道的最高值。
（三）国外发展现状
相较国内的研究，国外研究开展的较早，同时也取得了较大的成绩。主要表
现在以下几方面。1930 年，为将太阳能转化为电能，朗格成为第一位提出可以
利用“光伏效应”做成“太阳能电池”的科学家。1932 年，斯托拉与奥杜博特
首次成功研制出“硫化镉”太阳能电池。1941 年，奥尔提出硅可以产生光伏效应。
1954 年，美国贝尔实验室研制出单晶硅电池，转换效率可以达到 6%，有很大的
实用价值。科学家韦克尔也在同年发现了砷化镓的光伏效应，通过实验成功制造
出世界上首块薄膜太阳能电池，实验利用沉积硫化镉薄膜进行光伏发电。1954 年，
以色列科学家 Tabor 制造出选择性太阳能吸收涂层，这一发现也是成功利用选择
性吸收理论的实例。接着，科学家罗非斯基联合科学家吉尼优化设计了材料的光
电转换效率，并据此制造出世界上第一个光电航标灯。同时，硅太阳能电池技术
也不断飞速发展。1957 年，它的效率为 8%，并于 1958 年装备在美国先锋 1 号
卫星上，这是人类历史上第一次在空间设备上使用太阳能技术。1960 年，首块
单晶硅太阳能电池被研发出来。1969 年，科学家又研发出薄膜硫化镉太阳能电池，
转化效率可达到 8%。中东战争爆发，导致能源危机，故 1970 年初，太阳能发电
系统逐步发展为地面应用。至 1973 年，科学家们已将砷化镓太阳能电池效率成
功提升到 15%。1974 年，在无反射绒面电池被研制出来后，硅电池的效率提升
到 18%。1976 年，首块非晶硅薄膜太阳电池问世，制作者为 Carlson。1980 年，
经过多年的发展，太阳能电池的效率大幅度提高，单晶硅电池效率提高到 20%，
砷化镓电池由 15% 提高到 22.5%，早期的多晶硅电池效率提高到 14.5%，而硫化
镉电池也达到 9.15%，消费性薄膜太阳能电池得到广泛应用。美国于 1983 年建
成 1MWp 的光伏电站；同年，冶金硅太阳能电池的效率也达到 11.8%。1986 年，
在光伏电站领域，美国又有了新的突破，建成 6.5MWp 的光伏电站。太阳能电池
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