这篇文档属于类型b（综述论文），以下为针对中文读者的学术报告：

作者及机构
本研究由Saeed Al-Ali（沙迦大学可持续能源与电力系统研究中心）、Abdul Ghani Olabi（沙迦大学可持续能源与电力系统研究中心及阿斯顿大学机械工程与设计系）、Montaser Mahmoud（沙迦大学可持续能源与电力系统研究中心）合作完成，发表于2025年5月的期刊《Energy Conversion and Management: X》（卷27，文章编号101057）。

主题与背景
论文题为《A Review of Solar Photovoltaic Technologies: Developments, Challenges, and Future Perspectives》，系统综述了太阳能光伏（photovoltaic, PV）技术的发展历程、当前挑战与未来前景。太阳能PV作为关键的可再生能源解决方案，其广泛应用仍面临技术、经济和市场整合障碍。研究旨在通过梳理1839年光伏效应发现至今的技术演进，分析不同光伏电池类型（如晶硅、钙钛矿、有机太阳能电池等）的优劣势，并提出未来研究方向。

主要观点与论据

1. 光伏技术的多元化发展
   论文详细对比了12类光伏电池的技术特性：

   • 晶硅电池（Crystalline Silicon）：占据市场主导，单晶硅（Monocrystalline）效率达22%-25%，但能耗高；多晶硅（Multi-crystalline）成本低但效率略低。
     
   • 新兴技术：如钙钛矿电池（Perovskite Solar Cells, PSCs）实验室效率达28%，但稳定性差；有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSC）柔性好但效率不足；生物混合电池（Biohybrid）尚处实验阶段。
     *支持数据*：NREL（美国国家可再生能源实验室）效率图表显示，钙钛矿/硅叠层电池效率最高（28%），而染料敏化电池（Dye-Sensitized）仅7%-12%。
     

2. 系统架构与经济价值

   • 离网（Stand-alone）与并网（Grid-tied）系统：离网系统适合偏远地区，需电池储能，成本较高；并网系统通过净计量（Net-metering）降低电费，但依赖电网稳定性。
     
   • 经济性：全球光伏装机容量从2022年1.2 TW增至2023年1.6 TW，但初始投资高（如储能成本）仍是主要障碍。政策支持（如税收抵免）可加速普及。
     

3. 创新技术与挑战

   • 双面光伏板（Bifacial PV）：双面受光设计提升发电量20%-50%，但需优化安装角度与地表反射率（Albedo）。
     
   • 光伏制氢（PV-driven Hydrogen Production）：通过电解水储存过剩电能，但当前成本高于化石燃料制氢（Grey Hydrogen）。
     
   • 透明太阳能电池（Transparent Solar Cells）：应用于建筑窗户，平衡透光与发电，但效率仅5%-10%。
     

4. 环境与市场障碍

   • 技术瓶颈：灰尘、高温导致效率损失（如晶硅电池温度每升1°C效率降0.5%）；极端天气（野火、飓风）威胁系统耐久性。
     
   • 循环经济：镉碲（CdTe）电池含毒性材料，需完善回收体系；硅电池制造中氢氟酸使用带来环境风险。
     

研究意义与价值
1. 学术价值：
- 首次整合了从1839年光伏效应发现到2025年钙钛矿技术突破的全时间线，对比了12类电池的技术参数与商业化潜力。
- 提出“技术转移缺口”（Technology Transfer Gap）和“市场扩散缺口”（Diffusion Gap）概念，解释光伏推广滞后于研发进度的核心矛盾。

1. 应用价值：
   
   • 为政策制定者提供依据：如建议通过电网现代化投资和储能补贴降低LCOE（平准化能源成本）。
     
   • 指导产业方向：双面光伏与跟踪器（Solar Trackers）适合高辐照地区，而太阳能瓦（Solar Shingles）更适合住宅一体化。
     

亮点
- 全面性：覆盖材料科学、系统设计、政策经济三维度，超越以往仅聚焦单一技术的综述。
- 前瞻性：指出AI在光伏运维（如故障预测）和氢能整合中的潜在作用，为未来研究提供路线图。

此综述为光伏领域的科研人员、工程师及政策制定者提供了技术选择与战略制定的关键参考，尤其对发展中国家推动能源转型具有实践指导意义。