太陽能行業面臨著復雜的政治 鏈障礙。從材料短缺到關稅等現實存在以及 、監管和供應 可能出現的挑戰往往被用作駁斥太陽能有效 性的論據的基礎。 光伏效應最早于 19世紀由法國物理學家 Edmond 室研制出第一個實用的硅太陽能電池 Becquerel發現。1954年，貝爾實驗 1。然而， 由于研發時間不足 太陽能電池效率低下 和技術尚不完善 。

2020年以來，太陽能已成為地球上便宜的可再生能源。國際可再生能源機構 2指出，近三分之二（62%）的風能和太陽能等可再生能源比便宜的新礦物 燃料價格更低。 能農場正在取得業務進展 太陽能領域的科學和商業進步仍然很活躍；盡管面臨不斷變化的挑戰 。玻璃、硅和聚合物等關鍵材料的創新突破也在推動技術的發展 ，但越來越多的太陽 。 同時 組件所需的特性 ，科學家們也更加依賴于完善的分析解決方案來測試 。 電池、硅晶片和互連器等太陽能 全球聚合物光伏太陽能技術（光伏）或光伏電力市場預計將從2020年的766億美元增長到 2025年的1131億美元，復合年增長率（CAGR）為8.1%3。

從生產能力的角度來看 生產的光伏組件已經高達 ，2003 130千兆瓦 年，世界范圍的太陽能生產能力為 。在短短17年內，太陽能產量已增加 750兆瓦， 150 2019 多倍 年 ， ， 這意 全球 味著我們即將步入兆兆瓦時代。最新數據顯示，2021年全球太陽能產量達到175千兆瓦， 證明了產量持續增長的趨勢 兆字節的光伏設備。在未來兩三年內，各大廠商將在全球范圍內安裝內存超過一 ，其次是北美（2021年超過歐洲）、歐 洲（目前位列第三）、印度和日本。這些國家的光伏安裝量占2020年全球總安裝量的 88 西班牙 %4。 、 2021 法國 年的數據顯示 、巴西和美國 ， ） 前 的光伏安裝量約占全球年度光伏市場的 10個國家（澳大利亞、中國、印度、 74 日本 %， 、 與 韓國 2020 、德國 年相比 、 略有下降5。

隨著太陽能行業的不斷成熟 正各種曾經導致增長緩慢的問題 ，該行業開始努力解決和糾 。例如，該行業曾經需 已經不再需要 要提供安裝補貼 提供 ， ， 特別是對于光照不足的地區 因為這些地區已經能夠產生大量的 。但現在 太陽能 產量翻了一番 。另外 。 ， 如今 光伏組件的平均價格下降了 ，太陽能行業面臨的更大瓶頸是能 20%，同時 源儲存問題 存或者分享/ 。 出售這些剩余的能源 當能源產量超出需求量時 ？

新興太陽能電池技術的最大挑戰：過期的硅組件 晶體硅是光伏領域用于生產太陽能電池的最重要的半導 體材料，占據光伏市場95%的份額。雖然一些硅組件已 使用超過40年，但其生產功率仍保持在初始功率的80%。碲化鎘 鎵硒（CIGS （CdTe ） ） 太陽能電池在市場上也有銷售 薄膜技術獲得了少量的份額 ，但其市場 。銅銦 份額小于晶體硅。

新興技術包括有機光伏太陽能電池、染料敏化太陽能電 池或鈣鈦礦太陽能電池。到目前為止，有機光伏太陽能 電池和染料敏化太陽能電池已被證明是低效的，并可能 導致嚴重的問題 毒性低和易于生產的特點 。由于這兩類電池具有制備方法簡單 ，它們已被廣泛研究。但問題 、 仍然存在，因為與硅太陽能電池相比，其效率和穩定性 相對較低。

此外 這將改變太陽能電池板的生產格局 ，太陽能電池市場正在經歷電池技術的重大轉變 。

通過在電池后側添加電介質鈍化層 能量轉換效率。這些電池被稱為發射極和背面鈍化電 ，可以實現更高的 池（PERC）。異質結技術（HJT）也是一種正在興起 的方法。HJT將兩種不同的技術相結合，在兩層非晶 “ 這兩種技術的結合能夠獲取更多的能量 薄膜”硅之間嵌入晶體硅電池。與單一技術相比 。目前，HJT是 ， 太陽能行業中將效率和功率輸出同時提高到水平 的有效工藝。據預測，PERC和HJT將成為未來的主 導電池技術，半電池硅晶片將獲得更多的份額6。

伴隨著電池技術的進步 變化。市場對采用18-25 ， 根極細電線的多線技術的關注度 電池的互聯解決方案也在迅速 很高 能電池破損的危險 。這些電線可以降低太陽能的電池受力 ，利用較低的太陽能溫度 ， ， 減少太陽 并產生較 大的活性區域。

太陽能技術的新趨勢 太陽能技術的一個有趣的新趨勢是瓦片技術 原理很簡單：將太陽能電池制作成您在大多數家庭的屋 。該技術的 頂上見到的瓦片 連接，不需要使用任何電線或扎帶 。生產商只需要將太陽能電池疊放進行 。

建筑一體化光伏產品越來越多地被用到建筑設計和規劃 中。它們可以被集成到墻壁和屋頂上，甚至被改裝，還 可以與建筑本身的電源相連 蓬勃發展，光伏產品正應用于公交車站 。城市一體化光伏技術也在 、人行道和公園 等城市基礎設施，并直接與電網連接。 隨著市場擴張 然，一塊太陽能電池板是由許多不同的先進材料分層組 ，光伏組件技術也得到多樣化的發展。當 成的，每種材料可能需要一系列分析工具，才能 準確分析和預測實現最佳太陽能發電和壽命所需的特性。

ICP-MS 用于元素純度分析 ， 如測試硅純度 ， 而 UV/Vis/NIR 對于保障電池的耐久性和長期使用的聚合物材料 用于分析玻璃和玻璃涂層的反射性等特性 ，包括 。 封裝在光伏層中的材料 用解決方案的一系列分析技術進行檢查 ，可以使用從熱分析到紅外和聯 。事實上，FTIR和FT-IR成像是UV/Vis/NIR分析的補充。 的發展 有機光伏技術 。差示掃描量熱法 （OPV）的進步依賴于聚合物半導體材料 （DSC）和熱重分析（TGA） 是聚合物研究中科學工具 陽能電池，性能下降一直是一個大問題 。 。 對于染料敏化太 DSC或TGA可 以用來研究該性能下降機制9。

研究人員將繼續研究廣泛用于光伏產品的層狀多層聚合 物薄膜，以確定材料失效的特征值。這項系統研究考察 了層狀多層薄膜的試樣制備對加速老化試驗結果的影響 主要目的是制造更耐用且具有更長壽命的組件 ， 10。 TG-IR、TGA-GC/MS或TGA-IR-GC/MS等熱分析和聯用 技術為試驗提供了極大的靈活性 不同類型的材料信息。