光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以,光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。单晶和多晶电池用量大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。

国产晶体硅电池效率在10至13%左右，国外同类产品效率约18至23%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。我国并网发电还未起步，不过，2008年北京奥运会部分用电由太阳能发电和风力发电提供。

光伏产业，简称PV(photovoltaic)。我国76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀；与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠。

除大规模并网发电和离网应用外，太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存， 太阳能+蓄能几乎可以满足中国未来稳定的能源需求。太阳能是未来清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一 爆炸式发展的行业。利用太阳能的方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链条称之为“光伏产业”，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。工业和信息化部2015年8月19日公布数据显示，上半年我国光伏产业同比增长30%。同时，产品价格稳中有升，企业经营普遍好转，国内前4家多晶硅企业均实现满产，前10家组件企业平均毛利率超15%，进入光伏制造行业规范公告名单的29家组件企业平均净利润率同比增长6.5个百分点。

太阳电池片采用只需一次烧结的共烧工艺，同时形成上下电极的欧姆接触。银浆、银铝浆、铝浆印刷过的硅片，经过烘干使有机溶剂完全挥发，膜层收缩成为固状物紧密粘附在硅片上，这时可视为金属电极材料层和硅片接触在一起。当电极金属材料和半导体单晶硅加热达到共晶温度时，单晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金电极材料中。单晶硅原子溶入到电极金属中的整个过程是相当快的，一般只需几秒钟时间。溶入的单晶硅原子数目取决于合金温度和电极材料的体积，烧结合金温度越高，电极金属材料体积越大，则溶入的硅原子数目也越多，这时的状态被称为晶体电极金属的合金系统。如果此时温度降低，系统开始冷却形成再结晶层，这时原先溶入到电极金属材料中的硅原子重新以固态形式结晶出来，也就是在金属和晶体接触界面上生长出一层外延层。如果外延层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型相同的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成欧姆接触;如果在结晶层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型异型的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成P.N结。

一般网带式烧结炉采用电热丝作为加热元件，主要通过热传导对工件进行加热，无法实现急速升温。只有辐射或微波能够迅速加热物体，而辐射加热具有使用经济、安全可靠、更换方便等优点。所以太阳电池片烧结炉基本都采用红外石英灯管作为主要加热元件。它的设计需注意以下三个问题：

1、加热管的结构形式

为实现烧结段的温度尖峰，需在很短的炉膛空间内布置足够的加热功率。有短波孪管和短波单管两种结构可以选择，其线性功率密度均达到60kW/m2。虽然短波孪管拥有更高的单根功率(相当于两根单管并联)，但由于其制造工艺复杂，对石英玻璃管的质量要求更高，制造成本约是单管的2.5倍。因此，在实际使用中，大多采用单管。

2、红外辐射吸收光谱

当红外辐射能量被工件吸收时，该物质所特有的吸收光谱需与发射光谱相匹配，才能在短时间内大效率地吸收辐射能。因此，在烧结的不同阶段，所选用的红外石英灯管也是不同的。在烘干段，要让有机溶剂和水分迅速挥发，采用中波管辅助热风加热是正确的;在预烧段，要让基片获得充分均匀的预热，中波管良好的红外辐射、均衡的吸收及穿透能力，正好符合要求;在烧结段，短时间内使基片达到共晶温度，短波管能做到这一点。

3、加热管的固定方式

烧结段的温度峰值在850℃左右，此时灯管的表面温度将达到1100℃，接近石英管的使用极限，稍微过热产生气孔就会立刻烧毁灯管。而在灯管的引出导线部位，由于焊接导线的金属片和石英玻璃密封在一起，二者热膨胀系数不一致，如果此处温度过高就会产生应力裂纹，造成灯管漏气。因此灯管在炉膛中的安装固定方式十分重要。图2为红外灯管在炉膛中的一种固定方式。这种固定方式要求灯管的冷端距离炉壁至少80mm以上，保证引出导线部位的温度不会过高;而且炉壁上安装孔的直径要比灯管大2～3mm，通过两侧的固定夹具将灯管悬空夹持在炉膛中。

太阳能电池片的优势在于它可以利用太阳光进行无污染的发电，可以替代传统发电方式，减少对环境的污染。此外，太阳能电池片的寿命长，几乎不需要维护，也不需要供电线路，具有很高的可靠性。

但与此同时，太阳能电池片的发电效率并不是很高，还无法满足大规模发电的需求；太阳能电池片也需要日照条件好才能有效发电，天气不好或夜晚就无法发电。