太陽能簡介
摘要
太陽能作為壹種取之不盡用之不竭的能源，受到世界各國的重視。太陽能廣泛用於發電、制冷、制熱等方面，已經和世界的經濟生活聯系在壹起
關鍵詞
太陽能汙染矽電池
1. 前言
太陽能（Solar Energy），壹般是指太陽光的輻射能量，在現代壹般用作發電，是太陽內部或者表面的黑子連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。廣義太陽能包括:地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐能，化石燃料（如煤、石油、天然氣等）。狹義太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。
太陽能源自太陽。太陽是壹個熾熱的氣態球體，它的直徑約為1.39×106km，質量約為2.2×l027t，為地球質量的3.32×105倍，體積是地球的1.3×106倍，平均密度為地球的1/4。太陽作為壹個巨大、久遠、無盡的能源。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（3.75×10^26KW）的22億分之壹，但已高達173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當於500萬噸煤。
總的說來太陽能具有能量十分巨大、供應時間長、分布廣闊、獲取方便、安全、幹凈、不汙染環境的優點。但也存在問題：1）能量分散，能量密度低；2）穩定性差，受日夜季候、地理緯度等影響，太陽能不斷地生變化；3）裝置成本過高；4）制造過程中汙染嚴重，使用中可能有視覺汙染。
我國的太陽能資源和分布廣泛，有著十分豐富的太陽能資源。根據中國氣象科學研究院的研究，有2/3以上國土面積，年日照在2000小時以上，年平均輻射量超過0.6GJ/cm2，各地太陽年輻射量大致在930～2330kW·h/m2之間。
從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、雲南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區的太陽輻射總量很大。
2. 太陽能利用歷史
人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為壹種能源和動力加以利用，只有300多年的歷史。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第壹臺太陽能驅動的發動機算起。該發明是壹臺利用太陽能加熱空氣使其膨脹作功而抽水的機器。在1615年～1900年之間，世界上又研制成多臺太陽能動力裝置和壹些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部采用聚光方式采集陽光，發動機功率 不大，工質主要是水蒸汽，價格昂貴，實用價值不大，大部分為太陽能愛好者個人研究制造。
20世紀太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段 :
第壹階段(1900-1920)
太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置，但采用的聚光方式多樣化，且開始采用平板集熱器，裝置逐漸擴大，最大輸出功率達73.64kW，實用目的比較明確，造價仍然很高。建造的典型裝置有：
1. 1901年，在美國加州建成壹臺太陽能抽水裝置;
2. 1902 -1908年，在美國建造了五套雙循環太陽能發動機，采用平板集熱器和低沸點工質；
3. 1913年，在埃及開羅以南建成壹臺由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵，每個長62.5m，寬4m，總采光面積達1250m2。
第二階段（1920-1945）
在這20多年中，太陽能研究工作處於低潮，參加研究工作的人數和研究項目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發利用和發生第二次世界大戰（1935-1945）有關，太陽能又不能解決當時對能源的急需，因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
第三階段（1945-1965）
二戰結束後的20年中，壹些有遠見的人士註意到石油和天然氣資源正在迅速減少，呼籲人們重視這壹問題，從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展。比較突出的研究進展有：
1955年，以色列泰伯等在第壹次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論，並研制成實用的黑鎳等選擇性塗層，為高效集熱器的發展創造了條件；
1954年，美國貝爾實驗室研制成實用型矽太陽電池，為光伏發電大規模應用奠定了基礎。
這壹階段裏還有其它壹些重要成果，比較突出的有：
1952年，法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成壹座功率為50kW的太陽爐。
1960年，在美國佛羅裏達建成世界上第壹套用平板集熱器供熱的氨-水吸收式空調系統，制冷能力為5冷噸。
1961年，壹臺帶有石英窗的斯特林發動機問世。在這壹階段裏，加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究，取得了如太陽選擇性塗層和矽太陽電池等技術上的重大突破。平板集熱器有了很大的發展，技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展，建成壹批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
第四階段(1965-1973）
這壹階段，太陽能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽能利用技術處於成長階段，尚不成熟，並且投資大，效果不理想，難以與常規能源競爭，因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
第五階段(1973-1980）
“能源危機”（有的稱“石油危機”）在客觀上使人們認識到：現有的能源結構必須徹底改變，應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家，尤其是工業發達國家，重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持，在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。
1973年，美國制定了政府級陽光發電計劃，太陽能研究經費大幅度增長，並且成立太陽能開發銀行，促進太陽能產品的商業化。
日本在1974年公布了政府制定的“陽光計劃”，其中太陽能的研究開發項目有：太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。
這壹時間太陽能研究領域不斷擴大，研究工作日益深入，取得壹批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶矽太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發電等。
太陽熱水器、太陽電他等產品開始實現商業化，太陽能產業初步建立，但規模較小，經濟效益尚不理想。
第六階段（1980-1992）
開發利用太陽能熱潮，進入80年代後逐漸進入低谷。世界上許多國家相繼大幅度削減太陽能研究經費，其中美國最為突出。
導致這種現象的主要原因是：世界石油價格大幅度回落，而太陽能產品價格居高不下，缺乏競爭力；太陽能技術沒有重大突破，提高效率和降低成本的目標沒有實現，以致動搖了壹些人開發利用太陽能的信心；核電發展較快，對太陽能的發展起到了壹定的抑制作用
第七階段（1992-今）
由於大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環境汙染和生態破壞，對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下，1992年聯合國在巴西召開“世界環境與發展大會”，會議通過了《裏約熱內盧環境與發展宣言》、《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等壹系列重要文件，把環境與發展納入統壹的框架，確立了 可持續發展的模式。這次會議之後，世界各國加強了清潔能源技術的開發，將利用太陽能與環境保護結合在 壹起，使太陽能利用工作走出低谷，逐漸得到加強。世界環發大會之後，中國政府對環境與發展十分重視，提出10條對策和措施，明確要“因地制宜地開發和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源”，制定了《中國21世紀議程》，進壹步明確 了太陽能重點發展項目。
3. 太陽能利用方式
3.1 光－熱能轉換
光熱轉換是利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能的壹種太陽能利用方式。常見應用有太陽能熱水器、反射式太陽竈、高溫太陽爐、地膜、大棚、溫室等。
3.1.1集熱器
太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須采用壹定的技術和裝置（集熱器），對太陽能進行采集。太陽能集熱器是把太陽輻射能轉換成熱能的設備，它是太陽能熱利用中的關鍵設備。常見有可分為聚光型和非聚光型。
3.1.1.1非聚光型集熱器
非聚光型集熱器常見有平板和真空管集熱器。
平板集熱器
平板集熱器是非聚光類集熱器中最簡單且應用最廣的集熱器。它吸收太陽輻射的面積與采集太陽輻射的面積相等，能利用太陽的直射和漫射輻射。按工質劃分有空氣集熱器和液體集熱器，目前大量使用的是液體集熱器；按吸熱板芯材料劃分有鋼板鐵管、全銅、全鋁、銅鋁復合、不銹鋼、塑料及其它非金屬集熱器等； 按結構劃分有管板式、扁盒式、管翅式、熱管翅片式、蛇形管式集熱器，還有帶平面反射鏡集熱器和逆平板集熱器等；按蓋板劃分有單層或多層玻璃、玻璃鋼或高分子透明材料、透明隔熱材料集熱器等。
目前，國內外使用比較普遍的是全銅集熱器和銅鋁復合集熱器。銅翅和銅管的結合，國外壹般采用高頻焊，國內以往采用介質焊，1995年我國也開發成功全銅高頻焊集熱器。1937年從加拿大引進銅鋁復合生產線，通過消化吸收，現在國內已建成十幾條銅鋁復合生產線。 為了減少集熱器的熱損失，可以采用中空玻璃、聚碳酸酯陽光板以及透明蜂窩等作為蓋板材料，但這些材料價格較高，壹時難以推廣應用。
真空管集熱器
為了減少平板集熱器的熱損，提高集熱溫度，國際上70年代研制成功真空集熱管，其吸熱體被封閉在高真空的玻璃真空管內，大大提高了熱性能。將若幹支真空集熱管組裝在壹起，即構成真空管集熱器，為了增加太陽光的采集量，有的在真空集熱管的背部還加裝了反光板。
真空集熱管大體可分為全玻璃真空集熱管，玻璃-U型管真空集熱管，玻璃-金屬熱管真空集熱管，直通式真空集熱管和貯熱式真空集熱管。最近，我國還研制成全玻璃熱管真空集熱管和新型全玻璃直通式真空集 熱管。
我國已經建立了擁有自主知識產權的現代化全玻璃真空集熱管的產業，用於生產集熱管的磁控濺射鍍膜機在百臺以上，產品質量達世 界先進水平，產量雄居世界首位。我國自80年代中期開始研制熱管真空集熱管，經過十幾年的努力，攻克了熱壓封等許多技術難關，建立了擁有全部知識產權的熱管真空管生產基地，產品質量達到世界先進水平，生產能力居世界首位。
真空管平板集熱器
它是將單根真空管裝配在復合拋物面反射鏡的底面，兼有平板和固定式聚光的特點，它能吸收太陽光的直射和80%的散射。
3.1.1.2聚光集熱器
聚光集熱器通常由聚光器、吸收器和跟蹤系統三部分組成。其工作原理是，自然陽光經聚光器聚焦到吸收器上，並加熱吸收器內流動的集熱介質，跟蹤系統則根據太陽的方位隨時調節聚光器的位置，以保證聚光器的開口面與人射太陽輻射總是互相垂直的。
在反射式聚光集熱器中應用較多的是旋轉拋物面鏡聚光集熱器（點聚焦）和槽形拋物面鏡聚光集熱器 （線聚焦）。前者可以獲得高溫，但要進行二維跟蹤；後者可以獲得中溫，只要進行壹維跟蹤。這兩種聚光集熱 器在本世紀初就有應用，幾十年來進行了許多改進，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，開發高可靠性 跟蹤機構等，現在這兩種拋物面鏡聚光集熱器完全能滿足各種中、高溫太陽能利用的要求，但由於造價高，限制了它們的廣泛應用。
3.1.2 太陽能熱水器
基本原理：通過集熱，促使管內水溫高於水箱水溫，熱水比冷水輕，形成對流，最終使水箱中的溫度達到使用所需的溫度。
太陽能熱水器通常由平板集熱器、蓄熱水箱和連接管道組成。按照流體流動的方式分類，可將太陽能熱水器分成三大類：悶曬式、直流式和循環式。
3.1.3 太陽能采暖
太陽能采暖可以分為主動式和被動式兩大類。主動式是利用太陽能集熱器和相應的蓄熱裝置作為熱源來代替常規熱水（或熱風）采暖系統中的鍋爐。被動式則是依靠建築物結構本身充分利用太陽能來達到采暖的目的，因此它又稱為被動式太陽房。
被動式太陽房構造簡單，取材方便，造價便宜，無需維修，有自然的 舒適感，特別適合發展中國家的廣大農村。
主動式太陽房利用集熱器產生的熱水采暖，結構簡單，蓄熱器置於室外，室內又是由地板供暖，故不占用室內居住面積是這種系統的壹大優點。
3.1.4 太陽能幹燥
太陽能幹燥按幹燥器（或幹燥室）獲得能量的方式可分為：
1.集熱器型幹燥器
2.溫室型幹燥器
3.集熱器—溫室型幹燥器
實際中還有集熱器與常規能源、集熱器與儲熱裝置、集熱器與熱泵等各種組合式太陽能幹燥裝置。
集熱器型幹燥器是利用太陽能空氣集熱器，先把空氣加熱到預定溫度後再送入幹燥室，幹燥室視幹燥物品的類型多種多樣，如箱式、窯式、固定床式或流動床式等。
溫室型幹燥器其溫室就是幹燥室，它直接接受太陽的輻射能。
集熱器—溫室型幹燥器則是上述兩種形式的結合。其溫室頂部為玻璃蓋板，待幹燥物品放在溫室中的料盤上，它既直接接受太陽輻射加熱，又依靠來自空氣集熱器的熱空氣加熱。
屬於光熱轉化的還有：太陽能海水淡化、太陽能制冷和空調、太陽能熱動力發電、太陽坑發電技術、太陽能熱推進等。
3.2 光－電轉換
原理是根據光電效應，利用太陽能直接轉化為電能。應用包括為無電場所提供電池，包括移動電源和備用電源、太陽能日用電子產品等。
世界上，1941年出現有關矽太陽電池報道，1954年研制成效率達6％的單晶矽太陽電池，1958年太陽電池應用於衛星供電。在70年代以前，由於太陽電池效率低，售價昂貴，主要應用在空間。70年代以後，對太陽電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究，在提高效率和降低成本方面取得較大進展。
目前，世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為：單晶矽電池24％（100px2)，多晶矽電池18.6％（100px2）， InGaP／GaAs雙結電池30．28％（AM1），非晶矽電池14．5％（初始）、12．8（穩定），碲化鎘電池15．8％， 矽帶電池14．6％，二氧化鈦有機納米電池10．96％。
我國於1958年開始太陽電池的研究，40多年來取得不少成果。目前，我國太陽電他的實驗室效率最高水平為：單晶矽電池20．4％（50px×50px），多晶矽電池14．5％（50px×50px）、12％（250px×250px），GaAs電池 20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge電池19．5％（AM0），CulnSe電池9％（lcm×25px），多晶矽薄膜電池13．6％ （lcm×25px，非活性矽襯底），非晶矽電池8．6％（250px×250px）、7．9％（500px×500px）、6．2％（750px×750px）， 二氧化鈦納米有機電池10％（25px×25px）。
由於各種不同材料制成的太陽電池所吸收的太陽光譜是不同的，因此將不同材料的電池串聯起來，就可以充分利用太陽光譜的能量，大大提高太陽電池的效率，因此疊層串聯電池的研究已引起世界各國的重視，成為最有前途的太陽電池。
太陽電池重量輕，無活動部件，使用安全。單位質量輸出功率大，即可作小型電源，又可組合成大型電站。目前其應用已從航天領域走向各行各業，走向千家萬戶，太陽能汽車，太陽能遊艇，太陽能自行車，太陽能飛機都相繼問世，它們中有的已進入市場。然而對人類最有吸引力的是所謂太空太陽站。
3.2.1 太陽空間電站
空間電站實際上是利用太陽能發電的衛星，這些衛星表面覆蓋有太陽能電池板，能夠吸收積聚大量太陽能並將其轉化為電能，通過微波束將電能傳送回地面。
它是由永遠朝向太陽的太陽電池列陣，能把直流電轉換成微波能的微波轉換站，發射微波束能的列陣天線等三部分組成，通過天線以微波形式向地面輸電。在地面上則要建壹個面積達幾十平方公裏的巨型接受系統。
空間發電有兩大優點：壹是可以充分利用太陽能，同時又不會汙染環境，二是 不用架設輸電線路，可直接向空中的飛船和飛機提供電力，也可向邊遠的山區、沙漠和孤島送電。科學家預測，壹旦建成空間電站，人類可以不斷獲得能源，地球能源利用將產生革命性變化。
問題：壹是空間運輸成本問題，按推測，至少空間運輸成本要降低99%才有可能；二是能量轉換的效率問題。
3.2.2 太陽能發電系統
太陽能電源是由太陽能電池發電，經蓄電池貯能，從而給負載供電的壹種新型電源，廣泛應用於微波通訊、基站、電臺、野外活動、高速公路、也可為無電山區、村莊、海島提供電力。 有以下好處：
1.不必拉設電線，不必挖開馬路，安裝使用方便；
2.壹次性投資，可保證二十年不間斷供電（蓄電池壹般為5年需更換）；
3.免維護，無任何汙染。
太陽能電源可分為直流供電系統和交直流供電系統二種。
我們預計太陽能光伏發電在不久的將來將會占據世界能源消費的重要席位，它的發展不但要替代部分常規能源，而且還將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源的消耗將占總能源消耗比例的30%以上，而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占有比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源消耗將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源消耗將占總能耗的80%以上，太陽能發電將占到60%以上。以上這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域所占有的重要地位。根據《可再生能源中長期發展規劃》報道，到2020年，我國將力爭使太陽能發電裝機容量達到1.8GW（百萬千瓦），到2050年將達到600GW（百萬千瓦）。預計到2050年，我國可再生能源的電力裝機將占全國總電力裝機容量的25%，其中光伏發電裝機將占到5%。未來十幾年，將是我國太陽能光伏產業發展繼續迅猛的壹個階段。
3.3 光－化學能轉化
這種轉換技術包括半導體電極產生電而電解水產生氫，利用氫氧化鈣或金屬氫化物熱分解儲能等形式。太陽能制氫問題解決了，才有真正意義上的氫能利用(包括燃料電池)，這將引起時代的變革。
正在研究的太陽能制氫。有以下幾種方式：
1）太陽能電解水制氫。電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高（75％-85％），但耗電大，用常規電制氫，從能量利用而言得不償失。所以，只有當太陽能發電的成本大幅度下降後，才能實現大規模電解水制氫。
2）太陽能熱分解水制氫 。將水或水蒸汽加熱到3000K以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度，壹般不采用這種方法制氫。
3）太陽能熱化學循環制氫。為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫，發展了壹種熱化學循環制氫方法，即在水中加入壹種或幾種中間物，然後加熱到較低溫度，經歷不同的反應階段，最終將水分解成氫和氧，而中間物不消耗，可循環使用。熱化學循環分解的溫度大致為900-1200K，這是普通旋轉拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度，其分解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要問題是中間物的還原，即使按99．9％-99． 99％還原，也還要作0.1％-0.01％的補充，這將影響氫的價格，並造成環境汙染。
4）太陽能光化學分解水制氫 。這壹制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處，在水中添加某種光敏物質作催化劑，增加對陽光中長波光能的吸收，利用光化學反應制氫。日本有人利用碘對光的敏感性，設計了壹套包括光化學、熱電反應的綜合制氫流程，每小時可產氫97升，效率達10％左右。
5）太陽能光電化學電池分解水制氫。1972年，日本本多健壹等人利用n型二氧化鈦半導體電極作陽極，而以鉑黑作陰極，制成太陽能光電化學電池，在太陽光照射下，陰極產生氫氣，陽極產生氧氣，兩電極用導線連接便有電流通過，即光電化學電池在太陽光的照射下同時實現了分解水制氫、制氧和獲得電能。這壹實驗結果引起世界各國科學家高度重視，認為是太陽能技術上的壹次突破。但是，光電化學電他制氫效率很低，僅0．4％，只能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光，且電極易受腐蝕，性能不穩定，所以至今尚未達到實用要求。
6）太陽光絡合催化分解水制氫。從1972年以來，科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力，並從絡合催化電荷轉移反應，提出利用這壹過程進行光解水制氫。這種絡合物是壹種催化劑，它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電荷轉移和集結，並通過壹系列偶聯過程，最終使水分解為氫和氧。絡合催化分解水制氫尚不成熟，研究工作正在繼續進行。
7）生物光合作用制氫。40多年前發現綠藻在無氧條件下，經太陽光照射可以放出氫氣；十多年前又發現，蘭綠藻等許多藻類在無氧環境中適應壹段時間，在壹定條件下都有光合放氫作用。目前，由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠，藻類放氫的效率很低，要實現工程化產氫還有相當大的距離。據估計，如藻類光合作用產氫效率提高到10％，則每天每平方米藻類可產氫9克分子，用5萬平方公裏接受的太陽能，通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要。
3.4 太陽能-生物質能轉換
太陽能-機械能轉換。 20世紀初，俄國物理學家實驗證明光具有壓力。20年代，前蘇聯物理學家提出，利用在宇宙空間中巨大的太陽帆，在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進，將太陽能直接轉換成機械能。科學家估計，在未來10～20年內，太陽帆設想可以實現。通常，太陽能轉換為機械能，需要通過中間過程進行間接轉換。
3.5 太陽能利用中的汙染
太陽能電池在使用過程中確實具有無排放，無噪音，無能耗的清潔能源稱號，但當今主流卻忽略了太陽能電池光鮮表面背後生產過程中的高汙染、高能耗的問題。
壹、高汙染
主要是生產矽過程中帶來的四氫化矽汙染和其它易燃易爆有毒氣體汙染和蓄電池帶來的汙染。
現太陽能電池90%為晶體矽電池，其原材料為多晶矽，由金屬矽(工業矽)提純而來，目前國內均采用化學法(改良西門子法)：先將金屬矽轉變為三氯氫矽，再進行分餾和精餾提純，得到高純度的三氯氫矽 (具有毒性、腐蝕性和易爆炸) 後，最終由氫氣還原而成；這壹過程中只有約25%的三氯氫矽傳化成多晶矽，其余基本直接排放；而汙染最嚴重的，則是在還原過程中產生的副產品——四氯化矽(壹種腐蝕性極強、難以保存的有毒液體，具有急毒性。由於四氯化矽不能自然降解，如果將四氯化矽傾倒或掩埋，水體將會受到嚴重汙染，土地會變成不毛之地)。這還不包括大量氯氣等其它易燃易爆有毒氣體。
每生產1KW太陽能電池板需耗費10Kg多晶矽，產生80Kg以上四氯化矽。而國內能通過氫化還原閉環工藝循環減小四氯化矽排放的僅有壹家；而即使通過氫化還原閉環工藝循環，四氯化矽的排放仍到達50%；四氯化矽雖然也是化工原料，但下遊的化工廠消化十分有限。國內絕大多數多晶矽生產廠家的四氯化矽少部分以低價賣給下遊廠家，壹部分存儲，壹部分則偷偷掩埋。
這還不包括矽片後期處理的其它輔料。如制絨過程中用到的各種強酸強堿溶液、擴散使用的三氯氧磷、PECVD中使用的矽烷等，這些輔材的消耗不比主材料少。
由於太陽電池具有時效性，只有陽光照射才會產生電能；所以必須用蓄電池在有陽光時蓄電，無陽光時維持供電。而蓄電池又以鉛酸蓄電池為主，其汙染程度是相當大的。
二、高能耗
矽石冶煉為金屬矽、金屬矽提純為多晶矽、多晶矽片處理需要耗費大量的電能，主要集中在矽石冶煉、多晶矽的鑄錠和擴散這幾個流程；每生產1KW太陽能電池板需要耗費5800-6000度電(國內平均數)。我們可以這樣計算：按平均光照時間4小時/天，太陽能電池是壽命為15至20年(按20年)，1KW太陽能電池總的發電量為4x365x20=29200KW? h；與耗掉的6000度電相比，其電能再生比只有4.87，這還沒有算上光照效率以及逆變電源的損耗和控制電路的損耗；遠遠低於水電和風電。如果再加上超白玻璃、鋁合金、鋼材、電纜等輔件，其電能再生比是相當低的。
更大的問題是現國內生產的太陽能電池板90%以上用於出口，他國享受清潔能源，而我國卻飽受能耗和汙染之苦。
寫在最後
據有關部門對2050年各種壹次能源在世界能源構成中所占的比例預測結果顯示，其構成為：石油0，天然氣13％，煤20％，核能10％，水電5％，太陽能(含風能、生物質能)50％，其它2％，以太陽能為代表的新能源與可再生能源將在可持續發展中發揮重要作用。
中國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，煤炭約占商品能源消費結構的76%，已成為中國大氣汙染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境汙染的重要措施。能源問題是世界性的，向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看，太陽能利用技術和裝置的大量應用，也必然可以制約礦物能源價格的上漲。
參考文獻
1、百度百科/view/21294.htm
2、太陽能幹燥技術概況及應用前景張璧光
3、太陽能利用與可持續發展姚偉
4、太陽能熱泵系統簡介禚 靜
5、我國太陽能利用進展陸維德 羅振濤
6、我國太陽能資源利用區劃王炳忠
7、太陽能發電尚無經濟可行性葛偉民