太阳能光伏发电转化效率明显提高，目前商业化晶体硅光伏电池的最高转化效率可达20%。更为重要的是，多晶硅制备技术出现重大突破。国际上多晶硅的综合电耗由2000年的240千瓦时/千克下降到120千瓦时/千克，标杆企业韩国OCI的综合电耗已降至100千瓦时/千克。从国内来看，过去四年多晶硅制备平均综合电耗下降50%，降至160千瓦时/千克左右，保利协鑫的综合电耗由2008年的163千瓦时/千克下降到100千瓦时/千克。 从多晶硅到硅片、光伏电池、组件和系统生产全过程的能量消耗在2-3年内即可通过电池发电回收，对于使用寿命长达25年的光伏电池而言，净可再生能源系数高达0.8-0.9，在可再生能源技术当中是较高的。另外，有毒副产品回收利用也取得突破，基本可以实现闭式循环。光伏电池生产高耗能高污染的状况已大大改善。光伏发电应用也在加速，2010年全球新增光伏发电1600万千瓦，累计装机达到3790千瓦，过去10年年均增长38.8%，国际能源署预测到2050年光伏发电将占电力总需求的11%。
太阳能光热发电异军突起。太阳能光热发电虽然因占地面积大、有一定的应用局限性，但具有转换效率高、电网调节性强等优势，近年来得到很快发展。2010年西班牙光热发电装机超过50万千瓦，计划在2013年达到250万千瓦，2020年达到1000万千瓦。美国未来几年有1026万千瓦的太阳能光热建设计划，美国能源部的目标是2015年将光热发电的成本降至10美分/千瓦时，作为尖峰负荷具有竞争力；2020年降至5美分/千瓦时，作为基本负荷具有竞争力。国际能源署预计2050年光热发电将占全球发电量的11.7%。
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