從1839年法國科學家發現光伏現象開始，人類認識光伏已有一個多世紀時間。期間數百位科學家為之付出了無數的心血和精力，從實驗室模型到航天飛船，從手錶電池到光伏電站，這一小小光電轉化的發明得到了如此輝煌的應用成果。為此，我們非常有必要對光伏的歷史沿革與整體格局進行了解，以便找到應用發展的契機，更好的為時代與社會發展服務。

第一代：（實驗階段1839——1918年）這一階段發現光伏效應並提出理論並完成實驗室雛形。

1839年法國科學家E。Becquerel發現液體光生伏特效應（簡稱光伏現象）。

1883年美國發明家charlesFritts描述了第一塊硒太陽能電池的原理。

1904年Hallwachs發現銅與氧化亞銅（Cu/Cu2O）結合在一起具有光敏特性；德國物理學家愛因斯坦（AlbertEinstein）發表關於光電效應的論文。

1918年波蘭科學家Czochralski發展生長單晶矽的提拉法工藝。

第二代：（成型階段1921——1956年）這一階段提出完整的理論並研發出相對成熟產品。

1921年 愛因斯坦由於1904年提出的解釋光電效應的理論獲得諾貝爾（Nobel）物理獎。為光伏能源奠定了完整的理論基礎。

1941年奧爾在矽上發現光伏效應。1954年發現坤化鎵材料的光伏效應。

1954年 美國無線電公司貝爾（Bell）實驗室的D。M。Chapin，C。S。Fuller和G。L。Pearson研究4。5%轉化率單晶矽電池研發成功。

1956年LoferskiJ。J團隊對坤化鎵在1。2～1。6eV內獲得最高轉換率。

第三代：（科研應用階段1957——1977年）從愛因斯坦的理論成型到獲得第一個光伏發明專利，

光伏一直是高階航空和軍工產品的代名詞。直到到70年末，受當時冷戰時期全球石油危機的影響，太陽能開始受到重視，成本逐漸下降，光伏才由軍工高階產品變為民用。

1957年Hoffman單晶矽電池效率達到8%；D。M。ChapinC。S。Fuller和G。L。Pearson獲得“太陽能轉換器件”專利權。

1958年美國訊號部隊的T。Mandelkorn製成n/p型單晶矽光伏電池，Hoffman電子的單晶矽電池效率達到9%，給美國衛星“先鋒1號”備用通訊裝置供電。

1962年第一個商業通訊衛星Telstar發射，用光伏電池作為通訊供電。

1965年PeterGlaser和A。D。Little提出衛星太陽能電站構思。1966年帶有1000W光伏陣列大軌道天文觀察站發射。

1971年中國首次成功地應用於東方紅二號航天衛星。

1977年世界光伏電池超過500KW；D。E。Carlson和C。R。Wronski在W。E。Spear工作基礎上製成世界上第一個非晶矽（a-Si）電池。

第四代：（產業發展階段1980——2018年）

1980年ARCO太陽能公司是世界上第一個年產量達到1MW光伏電池生產廠家；三洋電氣公司利用非晶矽電池率先製成手持式袖珍計算器。

1985年

澳大利亞新南威爾土大學MartinGreen研製單晶矽的光伏電池效率達到20%。這一效率上的突破使得以矽為主要光伏材料的在以後的商業應用中得到了實現，並沿用至今。

1999年美國NREL的M。A。Contreras研發的銅銦錫（CIS）光伏電池效率達到18。8%；非晶矽光伏電池佔市場份額12。3%。

2001年到2010年，國際社會對氣侯變化的重視，發展光伏的國家也越來越多，歐洲國家加上美國和日本，主要集中在歐洲，興起了一段光伏發展的熱潮。中國在2002年啟動“送電到鄉工程”，在西部七省區的近1000個無電鄉所在地安裝光伏電站。大概到2010年累計裝機接近40000MW，體量增長了300%。更大發展是歐債危機以後，一直到2018年重心由歐洲轉到了亞洲國家，到2018年底累計裝機全球超過了500GW，應該說進入後規模化的或者快速發展的時期。

第五代：（生態發展階段2019年——)

2019年神舟飛船砷化鎵太陽能電池轉換效率高達30%以上；

2020年，英屬哥倫比亞大學的研究人員已經發現了一種新的生物質方式，藉助細菌打造的光伏電池將陽光轉變成能量。他們打造的這種光伏電池產生的電流比之前記錄的任何類似裝置都要強，而且無論在強光和弱光環境下都同樣有效。

同年美國公司Real Graphene開發的石墨烯電池已成功研發，將為商用做準備。

2021年8月，Fraunhofer-ISE 研究人員在單色光下使用由

砷化鎵製成的薄光伏電池獲得了68.9%的轉化效率

，這是迄今為止在光能轉化為電能方面獲得的最高效率。

2021年11月，北京碳值通環境監測中心研究室和中南大學湖南大學等研究機構合作，成功研發出第五代光伏示範模型。透過新材料+新演算法+新基建的研發模式大大提升了能源利用率，實現了能源生態互補，有效避免光伏亂佔耕地增加種植面積。

隨著人類對能源的消耗越來越大，大氣問題和碳排問題帶來的後果越來越嚴重。如再不加大清潔能源和再生能源份額，很多地區的經濟和社會發展就將被迫減速。而發展清潔能源，推進太陽能、風能、生物質能等能源建設，將是我們國家推進能源綠色轉型和可持續發展的趨勢所在。 我國地域遼闊太陽能資源相對豐富，而太陽能取之不竭用之不完，完全符合世界能源產業發展方向。透過合理開發精心規劃，完全可以將光伏太陽能這一清潔能源作為能源產業的重要支柱之一。

第五代光伏的特徵一是體現在在技術上，即核心指標光電轉換率上的提升，可將光電轉換率提高3倍以上。二是在產業發展與生態應用上，可實現更多的能源轉換與利用，降低產業鏈製造成本和應用能耗損失，對生態互補平衡上的積極效用。在國家“碳達峰碳中和”的大力推動下，光伏在清潔能源與生態建設上得到極大的發展，第五代光伏將為清潔能源和生態能源的發展做出重要的貢獻。

編輯：黃菱