光伏应用市场主要有五种，即光伏应用最早的领域——光伏空间应用；光伏地面早期主要应用为小规模离网发电站、通信中转站等；后来大规模发展的分布式并网系统——光伏建筑一体化（BIPV）；一直未大规模发展起来的大型并网系统——中央并网发电站；市场将越来越大的光伏消费品。

1.光伏空间应用

作为卫星的电源，光伏实现了第一次专业应用（先锋1号，1958年）。然而，起初空间应用主要用于军事活动，如今，商业活动也是很重要的一部分（即给通信、遥感、导航等卫星供电）。空间应用的太阳能组件必须满足其他一些比地面应用更严格的要求，比如最轻的重量和最高的转换效率、相当高的可靠性、对外空间辐射的高耐受性（高寿命）及光谱敏感性（与外太空光谱很好地匹配）等。如今大约一半的空间太阳电池都是用GaAs和相关的复合物半导体制造的，但由于其高昂的成本，在地面几乎没有应用。光伏空间应用由于产品特殊，市场极小，所以不在此路线图的讨论范围内。

2.离网光伏电站

世界范围内有20亿的人口无法用到商业电。必须要强调的是，电力对教育、商业和小型商业活动（手工艺品、农业、食物处理等）等都很关键。因此，缺乏稳定的和付得起的电力将阻碍许多乡村和偏远地区的发展。离网光伏电站还有很多在无人地区的应用，如通信中转站、太阳能水泵、太阳能诊所等。

3.分布式光伏系统

分布式光伏系统多应用于房屋外立面或屋顶，集成到并网光伏系统中（BIPV）。如果能与建筑实现有效的结合，光伏覆层可以代替一些建筑元素。这些应用可能成为外观均匀的薄膜光伏组件的第一个批量市场。即使与面积有关的光伏建筑元素的投资成本高于传统的高端建筑元素的，但是能发电并且具有双重功能的优势可能会在一定时间内补偿这方面的差值。20世纪90年代末德国、日本和美国相继推出光伏屋顶计划，经过近20年发展，光伏与建筑一体化设计集成及工程技术已比较成熟。光伏建筑材料及建筑构件形成比较丰富的产品系列，既包括光伏瓦、玻璃等建筑材料，也包括光伏幕墙、屋檐、屋顶模块等建筑构件，为实现光伏与建筑景观的一体化提供了基础器材，并开发出了成套的适合建筑光伏系统的控制器和逆变器。为鼓励普通用户在负荷高峰期使用光伏电力，欧美国家在分布式光伏发电的调控管理技术方面进行了深入研究，开发出了光伏调峰电力模块等设备。

4.大型中央电站(www.daowen.com)

随着环境的恶化，各国政府都提出了节能减排的目标。全球温度较工业化前已经升高了2℃（前工业化阶段），并且0.2℃/10年的升温速率已经达到了人类可控发展的上限。如果人们想在世界范围内争取到合理公平的减排责任，高度发达的工业国家必须在2050年减少80%的CO₂排放量（相比1990年水平）。这样的减排目标可能仅仅当可再生能源技术以相当大的规模实现世界范围的应用时才可能实现。对发电而言，这就意味着首要的是大规模使用大型光伏电站，并在一定程度上（次于光伏，但是也很重要）使用风能、生物能和太阳热塔式电站。大型并网光伏电站设计集成及工程技术逐步成熟，2008年底200kW以上大型并网光伏电站已达到1900余座，其中10MW以上光伏电站有44座，容量最大的是西班牙60MW光伏电站。这些光伏电站绝大部分建成于2007～2008年，主要分布在西班牙、德国、美国和葡萄牙等国家。

5.光伏消费品

光伏消费品涉及范围比较广，小到太阳能计算器、大到太阳能汽车及太阳能路灯等，都属于光伏消费品的范畴。它们需要的平均功率为几毫瓦到1000W。另一方面，在未来的几十年后可能会形成几十亿个系统的市场容量，意味着达到10GW。市场的推手是通信、分散的电子智能和偏远地区传感器/传动装置等领域的不断技术革新（见图6-1）。在这个市场部分，对光伏电池的特殊要求很多。通信设备（如手机）由于表面积小而且要求高电能，因此需要高转换效率电池（如效率为20%的太阳电池）；手表则可以由仅仅几个百分点转换效率的电池驱动；光伏汽车顶需要有外观设计，不仅转换效率要求高，可能还需要柔性。而为1mile（1mile=1609.344m）远的通信用的中继站供电可能仅仅需要小型的标准光伏组件。特别是一些室内应用，必须在低辐照水平下有高转换效率的光能转换，即要求弱光效应好。这些各种各样的并且有些矛盾的要求需要开发不同类型的光伏电池来满足。

光伏产业发展的最大障碍在于成本问题，因为光伏发电到目前为止还没法实现与常规能源发电相竞争。尽管在一些应用领域里光伏发电还是非常具有竞争力的，如偏远地区的小规模离网发电，但是对主流的并网发电来说，光伏发电还需要大幅度降低成本。如果光伏发电希望实现预测那样的蓬勃发展，发电成本就必须下降。

图6-1 专业的掌上电脑由高效硅电池驱动，电池组件转换效率在一个太阳下大于20%，在1/100个太阳下转换效率为17%