隨著全球化石能源的日漸枯竭和人類環(huán)保意識的逐步增強(qiáng)，以光伏為核心的太陽能發(fā)電事業(yè)近年來有了快速發(fā)展。但光伏電力比傳統(tǒng)火電價(jià)格高達(dá)4-6倍以上，完全市場化運(yùn)營特別是為普通老百姓所接受還有一定困難。根據(jù)最近剛剛結(jié)束的京都議定書修改，未來高耗能產(chǎn)品輸出將受到嚴(yán)格限制。生產(chǎn)過程須高耗能的單、多晶硅太陽能電池將面臨嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。而具環(huán)保低耗能且發(fā)電轉(zhuǎn)換效率更高的砷化鎵太陽能電池，估計(jì)將逐漸取代晶硅太陽能電池市場。目前市場上量產(chǎn)的單晶與多晶硅的太陽電池平均效率約在15％上下，為了提煉晶硅原料，需要花費(fèi)極高的能源，所以嚴(yán)格地說，現(xiàn)今的晶硅太陽電池，也是某種型式的浪費(fèi)能源。而砷化鎵太陽能電池，由于原料取得不需使用太多能源，而且光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)38％以上，比傳統(tǒng)晶硅原料高出許多，符合修改后的京都議定書規(guī)范，估計(jì)未來將成市場主流。

　　為了解決這一問題，人們不得不把眼光盯向薄膜電池，使近年薄膜電池異軍突起，引起投資者的極大興趣。但薄膜電池光電轉(zhuǎn)換效率相對較低，特別是砷化鎵薄膜電池價(jià)格昂貴，目前僅在空間領(lǐng)域應(yīng)用，給光伏產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展帶來一定制約。而采用砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)即所謂HCPV系統(tǒng)，卻能實(shí)現(xiàn)光熱與光伏的綜合利用，并充分降低生產(chǎn)成本、提高轉(zhuǎn)換效率，為光伏產(chǎn)業(yè)更大發(fā)展開辟新的市場空間。

　　一、砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)想

　　在光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)中，單晶硅和多晶硅等硅基光伏電池幾乎占到全部產(chǎn)量的94%以上。由于近年太陽能級硅材料供不應(yīng)求，且持續(xù)大幅度漲價(jià)，在一定程度上制約了硅基光伏電池的發(fā)展。因此，如何提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率和降低光伏電池的生產(chǎn)成本，成為目前光伏產(chǎn)業(yè)必須研究和解決的核心問題。人們一方面在研究和擴(kuò)大太陽能級硅材料的生產(chǎn)，另一方面又在研究和推廣不用或少用硅材料來生產(chǎn)新的光伏電池。在這樣一種背景下，非晶硅、硫化鎘、碲化鎘及銅銦硒等薄膜電池應(yīng)運(yùn)而生，乘勢發(fā)展。上述光伏電池中，非晶硅電池效率低下，且穩(wěn)定性有待提高。盡管硫化鎘、碲化鎘薄膜電池的效率較非晶硅薄膜電池效率高，成本較晶體硅電池低，且易于大規(guī)模生產(chǎn)，但是鎘有劇毒，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，硒和銦是儲量很少的稀有元素，因此大規(guī)模發(fā)展必將受到材料制約。而砷化鎵化合物材料具有十分理想的禁帶寬度以及較高的光吸收效率，適合于制造高效電池。此外，還可以通過疊層技術(shù)做成多結(jié)砷化鎵基電池，以進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。但是，由于砷化鎵基材料價(jià)格昂貴， 砷化鎵薄膜電池目前只在航天等特殊領(lǐng)域應(yīng)用，離地面應(yīng)用的商業(yè)化運(yùn)行還有很大距離。