聚光光伏太陽能技術(shù)運(yùn)用于商業(yè)項(xiàng)目電站具有非常大的優(yōu)勢，尤其適用于大規(guī)模的公用事業(yè)級(jí)電站。聚光光伏技術(shù)是太陽能行業(yè)的破壞性技術(shù)在陽光充足氣候干燥地區(qū)的大規(guī)模電站項(xiàng)目上，它有可能取代傳統(tǒng)的薄膜和晶體硅光伏技術(shù)。聚光光伏發(fā)電運(yùn)行過程中不需要用水，而且能更好地利用土地，每英畝的發(fā)電量比任何其他技術(shù)都多。尤其在陽光充沛、土地緊張、水資源缺乏的地區(qū)，發(fā)展聚光光伏是最好的選擇。

整合了廉價(jià)光學(xué)部件的聚光光伏系統(tǒng)能夠極大地減少晶體硅的使用。成功的高聚光光伏系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)必須取得光學(xué)系統(tǒng)上的平衡，包括成本、效率、制造、跟蹤誤差敏感性、熱負(fù)荷和耐久性。

例如，Amonix聚光光伏系統(tǒng)，它使用高效率、低成本的丙烯酸菲涅爾透鏡收集太陽光。菲涅爾透鏡比傳統(tǒng)的透鏡更薄、更大、更平，它最初設(shè)計(jì)是用來集中燈塔發(fā)出的光。運(yùn)用了專用的二次光學(xué)元件的菲尼爾透鏡能夠把普通強(qiáng)度500倍的光集中到III-V族多結(jié)太陽能電池上。IIIV族多結(jié)太陽能電池是由分層的、有不同的帶隙的半導(dǎo)體材料制造的。陽光進(jìn)入頂層，這個(gè)頂層擁有最大的帶隙，陽光繼續(xù)穿過太陽能電池直至帶隙比光子的能量還小的時(shí)候，光子就會(huì)被吸收。通過以這種方式匹配帶隙和光子能量，多結(jié)太陽能電池比單結(jié)太陽能電池效率更高。因?yàn)檫@樣的話，光子能量在被吸收的過程中的熱損失就減少了。目前商用的IIIV多結(jié)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到約40%。

雖然III-V多結(jié)電池技術(shù)有很悠久的傳統(tǒng)，但是它們?cè)诰酃夤夥矫娴膽?yīng)用還有很大的改進(jìn)空間。在過去的一年中，優(yōu)化的光學(xué)設(shè)計(jì)使系統(tǒng)的額定功率增長10%以上。為了繼續(xù)尋求新的突破，工程師正在探索權(quán)衡各方面因素、可替代的光學(xué)設(shè)計(jì)、材料和熱管理。

要想取得良好的光學(xué)設(shè)計(jì)，以下是需要考慮的關(guān)鍵因素：

跟蹤靈敏度

具有良好的容錯(cuò)性的高聚光伏設(shè)計(jì)能產(chǎn)生更好的效率和發(fā)電能力。但是要想增加聚光效果又必然涉及效率的權(quán)衡。

熱管理

聚光效果增加能節(jié)省成本，一定程度上也能提高電池效率。然而，更高的聚光強(qiáng)度也增加了太陽能電池的熱負(fù)荷，這又會(huì)降低電池效率。因此，最優(yōu)的聚光強(qiáng)度就必須達(dá)到效率和溫度之間的良好平衡。

菲涅爾透鏡

III-V多結(jié)太陽能電池可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的功率通量分布的高填充系數(shù)。不幸的是，菲涅耳透鏡產(chǎn)生的磁通分布不均勻。合適的菲涅爾鏡頭的設(shè)計(jì)提高了通量分布可以減輕在太陽能電池串聯(lián)電阻造成的損失，并達(dá)到更高聚光強(qiáng)度時(shí)相對(duì)較高的填充系數(shù)。

如果不注意清洗的話，太陽能電池的性能會(huì)隨著時(shí)間而下降。對(duì)高聚光光伏來說，透鏡距離地面的高度對(duì)減輕電池表面污染有重要影響。在拉斯維加斯進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，3個(gè)月的污染率達(dá)2%。這正好和觀測到的發(fā)電能力下降一致。

光學(xué)元件的影響

光學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)聚光光伏系統(tǒng)的運(yùn)營性能有重大影響。運(yùn)用了合適的光學(xué)設(shè)計(jì)的多結(jié)太陽能電池能極大地提高發(fā)電能力，同時(shí)減少半導(dǎo)體材料的消耗。但是要想達(dá)到最佳效果，聚光光伏系統(tǒng)需要在成本、材料和運(yùn)營系數(shù)上保持平衡。