太阳能的由来

太阳能的由来

太阳能是地球上最重要的基本能源。太阳内部进行着由氢聚变成氦的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，不断地向宇宙空间辐射能量，这就是太阳能。

相对于人类的有限生存时间而言，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史,而将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。

太阳能一方面开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，未来新能源必将代替传统能源，尤其是在环境污染严重、雾霾笼罩的中国，更有理由加速发展太阳能这一清洁能源产业。

中国太阳能资源分布

中国气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据又重新计算了中国太阳能资源分布。 太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年曝辐射量的大小，可将中国划分为4个太阳能资源带，如图所示。 这4个太阳能资源带的年曝辐射量指标： Ⅰ资源丰富带6700MJ(m2.a)* Ⅱ资源较富带5400-6700MJ/(m2.a) Ⅲ资源一般带4200-5400MJ/(m2.a) Ⅳ资源贫乏带< 4200MJ/(m2.a) 20世纪80年代中国的科研人员根据各地接受太阳总辐射量的多少，将全国划分为如下5类地区： (1)一类地区 全年日照时数为3200~3300h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为 6680~8400M]，相当于225~285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部等地。是中国太阳能资源最丰富的地区。 (2)二类地区 全年日照时数为3000~3200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳能辐射总量为5852~6680 M]，相当于200~225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。为中国太阳能资源较丰富区。 (3)三类地区 全年日照时数为2200~3OOOh。在每平方米面积上一年接受的太阳辐射总量为 5016~5852M] ，相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东东南部、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、

广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、天津、北京和台湾西南部等地。为中国太阳能资源的中等类型区。 (4)四类地区 全年日照时数为1400~2200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为4190~5016 MJ，相当于140~170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资源较差地区。 (5)五类地区 全年日照时数为1000~1400h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为3344~4190 MJ，相当于115~140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州、重庆等地。此区是中国太阳能资源最少的地区。 从两次测得的数据来看，我发现80年代到世纪末仅仅十几年我国的太阳能资源由原来的5个分区变为现在的4个分区，而且每个分区的辐射值均有降低现象。从太阳本体发射出的太阳辐射是不会减少的，造成太阳辐射量减少是因为我们的大气质量在逐渐减少，环境质量在逐渐降低。可见我们的太阳能事业还需继续发展来缓解地球的环境危机！

太阳能热水器的发展历史

成绩 中国农业大学 课程论文 （2010-2011学年秋季学期） 论文题目:太阳能热水器的发展历史 课程名称：农业工程与可持续发展 任课教师：董仁杰__ 班级：____农建081__ 学号： 0809070326__ 姓名：赖姝君__

太阳能热水器的发展历史 赖姝君 (中国农业大学水利与土木工程学院，北京 100083) 摘要：太阳能产业发展迅速，在许多的领域内都得到了有效的利用，而太阳能热水器是我国发展最为迅速的产业。自90年代以来，我国太阳能热水器经过10多年的市场培育，已经进入全面启动时期，而日渐显现的常规能源危机，更是进一步加速了太阳能热水器市场的发展速度。另外，我国的太阳能热水器工业逐步走向成熟，技术不断改进、产品质量不断提高，几种热水器的国家标准已颁布并开始实施，市场需求和竞争机制促使太阳能热水器产业迅速发展，我国已成为世界上热水器生产和消费最大的国家。关键词：太阳能热水器集热器太阳能热水器的分类发展历程发展影响 中图分类号：文献标识码：A文章编号： 0 引言 太阳能热水器是一种技术成熟、应用广泛的可再生能源产品，在全球很多国家得到了广泛的应用，在提供热水供应、提高人民的生活水平、减少常规能源消耗等方面发挥了巨大作用。通常，太阳能热水器也称太阳热水装置或太阳热水系统(或工程)，但严格来说是有区别的。按国标GB/T187l3和行标NY/T513的规定．太阳热水器储热水箱的容水量在0．6t以下的称为家用太阳能热水器．大丁0．6t则称为太阳热水系统或太阳热水工程。为叙述方便，在本文中统称太阳能热水器。 在我国、希腊、以色列等国家，太阳能热水器主要供应生活和沐浴热水；在欧洲、澳大利亚等国家，太阳能热水系统主要是作为辅助热源与常规能源系统联合运行，既能供应生活和洗浴热水，还为建筑供暖；在美国，太阳能热水器主要是用于游泳池加热。我国的太阳能热水系统市场已完全商业化运行，而其他国家的太阳能热水系统的发展仍依靠政府的补助和优惠政策，尚未实现商业化运行。 1 太阳能热水器的分类 1.1 按集热器类型分类 从全球范围看，按集热器的类型分，太阳能热水器产品可分为四种：无盖板太阳能热水器、平板型太阳能热水器、真空管太阳能热水器以及太阳能空气加热器。各种产品的地域性分布非常明显，真空管太阳能热水器主要分布在我国(占全球总量的97％)，主要用于提供生活洗浴用热水；无盖板太阳能热水器主要分布在美国和澳大利亚(占全球总量的90％)，主要用于游泳池的加热；平板型太阳能热水器的分布较广，广泛地分布在欧洲、亚洲、美洲和大洋州；太阳能空气加热器是一种较为简单的产品，应用量很小，主要分布在瑞士、美国和加拿大。多数国家的太阳能热水器产品类型都比较单一，三分之二以上的国家以一种产品类型为主导产品(市场份额超过90％)。 1.2 系统的循环分类 按系统的循环方式，太阳能热水器可分为自然循环系统、强制循环系统以及直流式系统。 1.2.1 自然循环系统 自来水通过上水管进入补给水箱，再经由补给水箱进入蓄水箱。集热器内的水被加热后通过上循环管进入蓄水箱的上部，蓄水箱下部密度较大的冷水自动通过下循环管进入集热器的下部形成循环，上述循环是连续进行的。一般情况下，经过一天的日照，蓄水箱的水能全部被加热，供给用户使用。系统中排气管的作用：有时蓄水箱内的温度过高而产生蒸汽，排气管及时将气体排出，防止其抑制自然循环的进行。 1.2.2 强迫循环系统 它是利用温差控制器来控制水泵的开关，当集热器顶部的温度和水箱下部水温之差达到预定数值时，水泵开始运行，否则水泵关闭。逆止阀的作用是防止水倒流。排气管的作用和自然循环系统的排气管作用一样。 1.2.3 直流循环系统 当集热器上部的电接点温度计达到预定的温度是，

太阳能集热器面积计算说明

太阳能集热器面积计算 1、前言 2005年笔者参与了由市建设与管理局组织的《市太阳能热利用与建筑一体化实施可行性报告》的课题研究，经过近一年的努力，调研、学习总结太阳能热水系统运用较好的、省份的工程经验，针对太阳能资源及气候条件的实际情况，提出了在地区太阳能热利用与建筑一体化的可行实施方案，课题针对不同的建筑形式提出了在市太阳能利用推荐方案，对今后市实施太阳能热利用与建筑一体化具有科学、实际的指导意义。近几年笔者多次参与市太阳能试点工程的设计及专家论证会，并对工程进行跟踪调研，积累了一些经验。下面笔者就太阳能在民用建筑应用技术方面的设计要点进行阐述，供同行参考。中华太阳能 ２、我国目前太阳能热水系统应用技术现状 太阳能作为一种可持续使用的绿色能源，在我国已广泛开发使用，建设部根据国家可持续发展规律战略要求，已在民用建筑中积极推广使用太阳能热水器，并在全国围推广实施"计划"。近年来，我国太阳能利用虽然取得了很好的节能效益，但在民用建筑中太阳能利用往往自成系统，作为建筑的后置设备安装和使用，即使是新建筑，也是简单的安装在屋面上。因为早期没有可执行的相关国家规，太阳能热水器在建筑上布置极为随意，未预留管井，无位置随意占用烟道，集热器、热水箱的承载、防风、避雷等安全措施不健全，给城市景观、建筑的安全带来及不利的影响。笔者在参观太阳能利用情况时，看到许多类似的情况，已大大影响了市容市貌和建筑安全，致使国有些城市禁止在建筑上安装太阳能热

水器，并要求拆除已安装的太阳能热水器，这些都将制约太阳能热水系统在建筑中的利用。为使太阳能热水系统安全可靠、性能稳定，与建筑和周边环境协调统一，并规太阳能热水系统的设计、安装和验收，推动太阳能热水系统在建筑中的利用，近年来国家先后出台了一系列相关规和国标图集，有GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规》、GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规》、GB/T20095-2006《太阳热水系统性能评定规》、国标图集06J908-6《太阳能热水器选用与安装》06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》& hellip;.及省标J10807-2006《居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程》（以下简称省标J10807-2006），以上标准都各具特色，特别是国标GB50364-2005是我国第一项有关太阳能热水系统在建筑中应用的国家标准，为我国太阳能热水系统在建筑中推广应用提供了技术依据。 ３、民用建筑太阳能热水系统设计要点及主要设计步骤 《民用建筑太阳能热水系统应用技术规》中（以下简称GB50364-2005）首先强调民用建筑太阳能热水系统设计应纳入建筑给排水设计中，建筑给排水专业人员在太阳能企业技术人员的配合下，依据规GB50364-200 5的要求，对太阳能热水系统进行设计，同时并应符合国家现行有关标准的要求。 3.1、民用建筑太阳能热水系统设计的基本条件： 根据我国太阳能资源分布情况，南部属于太阳能资源较丰富地区，北部属于太阳能资源一般地区。参照省标J10807-2006表3.1.2：省又可分

中国的太阳能资源分布状态

中国的太阳能资源分布状态 我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837kJ／cm2?a，中值为586kJ／cm2?a。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68％，年平均晴天为108.5天，阴天为98.8天，年平均云量为4.8，太阳总辐射为816kJ／cm2?a，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市，年平均日照时数仅为1152.2h，相对日照为26％，年平均晴天为24.7天，阴天达244.6天，年平均云量高达8.4。其它地区的太阳年辐射总量居中。 我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。 按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区： 一类地区 全年日照时数为3200～330O小时，辐射量在670～837x104kJ／cm2?a。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁

太阳能平板集热器现状和应用前景

太阳能平板集热器现状和应用前景 0. 引言 目前太阳能低温热利用所使用的集热器主要有平板集热器、真空管集热器和无盖板塑料集热器。平板集热器是在17世纪后期发明的， [1]但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。 平板型太阳集热器是太阳集热器中一种最基本的类型，其结构简单、运行可靠、成本适宜，还具有承压能力强、吸热面积大等特点，是太阳能与建筑结合最佳选择的集热器类型之一。 根据IEA报告，截止到2004年底，平板型集热器占总市场份额的35%，真空管集热器占41%。 如果不统计无盖板的太阳能集热器，欧洲、日本和以色列等国家均是以平板型集热器为主，约占市场份额的90%;国内市场以真空管 [3]为主，2005年约占市场份额的87%，平板型集热器只占12%。 国内太阳能市场与世界太阳能市场主流出现如此反差有很多原因。随着太阳能在住宅建筑中的扩大应用，和适应太阳能与建筑结合要求，业界近年来对平板型集热器给予高度关注，充分认识到其固有的优势。很多企业和研究结构积极开展高效平板集热器的研究和产业化，促进平板型集热器从受冷遇迈向新的发展。 1. 平板集热器现状 国内平板集热器从上世纪80年代的市场统治地位逐步下滑到12%左右，有众多因素造成的:1)直接系统的平板热水器在冬季不能防冻，须排空，因此冬季不能使用并维护复杂;2)全玻璃真空管热水器在大部分地区可全年使用;3)全玻璃真空管由于技术创新，

成本大幅度降低，生产企业迅速增加，促进太阳能热水器市场迅速扩大。因此，目前家用热水器国内市场格局是由于产品的特点和价格等因素形成的，可以预见在家用热水器中低挡市场中仍将是全玻璃真空管热水器为主。 国外太阳能市场始终以平板集热器为主，是因为国外太阳能系统设计理念的不同。国外系统一般采用间接系统、分体式系统和闭式承压系统，这类系统一般初投资高，但系统可靠、维护成本低、水质不会污染和系统寿命长。针对这类系统，平板集热器体现出其自身的技 [4][5]术优势:1)平板集热器最适合用于承压系统;2)最适合于双循环的太阳能热水器;3)最有利用实现太阳能热水器与建筑结合;4)系统寿命长，维护费用低;5)大多数情况下可以提供更多的生活热水;6)平板集热器用于太阳能采暖系统时能较方便解决非采暖季节的系统过热问题。因此，在太阳能系统工程、分体式太阳能热水器和对太阳能与建筑一体化有要求的场所，平板集热器比全玻璃真空管集热器在系统寿命、系统维护等方面具有明显优势。 目前国内平板太阳能集热器和国外先进水平仍存在一定差距。国 [6]内厂家送检测试结果和部分SPF检测报告对比可以看出:我国太阳能集热器瞬时效率的截距略低于国外产品，热损系数差别较大。这表明现有产品在玻璃透过率、高效选择性涂层和整体结构设计方面仍存在差距，因此国内厂家需要努力提高平板太阳能集热器产品性能，开展高效平板太阳能集热器研发。尤其在寒冷地区或太阳能采暖等场合，集热器热性能对太阳能系统收益影响特别显著。 2. 平板集热器高效选择性涂层 为了提高太阳集热器的效率，唯一有效的办法是在保持最大限度地采集太阳能的同时尽可能减小其对流和辐射热损。采用优质选择性 [7]吸收涂层材料和高透过率盖板材料是满足上述要求的重要途径。

太阳能光伏电池新技术一览

太阳能光伏电池新技术一览 不管是何种太阳能电池的研发与创新，提高太阳能电池转换效率、降低太阳能光伏电池生产成本是所有电池生产企业及研发机构关注的核心问题。 现阶段，太阳能光伏电池行业传来不少新型电池成功研发的喜讯，既有工艺技术上的变革、也有制造材料上的创新。真可谓是百花齐放、百舸争流。受中国电池网（https://www.sodocs.net/doc/3d9519251.html,）授权，下面给大家总结下新的太阳能光伏电池研发成果，让感兴趣的朋友们能更深入的了解到现今的太阳能光伏电池技术的发展。 1.喷墨打印技术降低铜铟镓硒太阳能光伏电池 传统的太阳能光伏电池生产技术通常非常耗时，并且需要使用昂贵的真空系统和有毒的化学物质。使用气象沉积沉淀化合物，如铜铟镓硒(CIGS)，会损失大量昂贵的材料。俄勒冈州立大学的工程师首次研发出一种通过喷墨打印技术制造铜铟镓硒太阳能光伏电池的方法。这个方法可以减少90%原材料损耗，大幅降低了使用昂贵化合物生产太阳能光伏电池的成本。 研究者发明了一种墨，能够将黄铜矿打印在基片上，打印出的成品能量转化效率为5%。虽然，这个转化效率还无法满足商用，但研究者表示他们在接下来的研究中有望将转换率提高到12%。 工程师们正在研究其他更为便宜、可用于喷墨技术的化合物。他们称，如果这些材料能够降低足够的成本，直接在屋面材料上安装太阳能电池将成为可能。 2.单晶多晶混合太阳能光伏电池 中国太阳能电池生产商尚德电力(SuntechPower)研发出新型混合太阳能光伏电池，可以有效降低太阳能光伏发电成本10%到20%。这种电池由70%的单晶硅和30%的多晶硅构成。单晶多晶混合硅片的造价成本只是传统单晶硅硅片的一半。由于硅片只占太阳能总体成本的一部分，所以从整体上来看，有助于降低太阳能发电成本10%-20%。 尚德电力首席技术官StuartWenham表示，将很快实现该产品的规模化生产。 3.全光谱太阳能光伏电池 近日报道，加拿大科学家表示，他们研发出了一款新式的全光谱太阳能光伏电池，其不但可以吸收太阳发出的可见光，也可以吸收不可见光，从理论上讲，转化效率可高达42%，超过现有普通太阳能光伏电池31%的理论转化率。研究发表在最新一期的《自然·光子学》杂志上。 此款基于胶体量子点(CQD)的高效串接太阳能光伏电池由加拿大首席纳米技术科学家、多伦多大学电子与计算机工程系教授泰德·萨金特领导的科研团队研制而成。论文主要作者王希华(音译)表示，该太阳能光伏电池由两个吸光层组成：一层被调制用于捕捉太阳发出的可见光;而另外一层则可以捕捉太阳发出的不可见光。 萨金特希望，在5年内，将这款新的分级重组层太阳能光伏电池整合入建筑材料、手机和汽车零件中。 4.量子阱太阳能光伏电池 在西雅图举行的第37届IEEE光伏专家会议上，MagnoliaSolar的首席技术官RogerE.Welser博士做了有关InGaAs量子阱太阳能光伏电池的报告，MagnoliaSolar刷新了该类太阳能光伏电池的电压记录。 “通过把窄带隙量子阱嵌入宽带隙材料中，量子阱结构太阳能光伏电池吸收光谱更宽，同时吸收高能光子的能量损失更小。”MagnoliaSolar的董事长兼首席执行官AshokK.Sood博士表示，”单结量子阱太阳能光伏电池在非聚光条件下的理论转化效率高达45%。” 5.可挠式非晶硅太阳能光伏电池 日本媒体近日报导，TDK已研发出一款可挠式太阳能电池，藉由光学设计的改良，该款太阳能光伏电池在屋外阳光下的转换率已自现行的4.5%提升至7%的水准，TDK并计画于今(2011)年夏天透过甲府工厂量产该款太阳能光伏电池。据报导，该款太阳能电池为采用薄膜基板的非晶硅(amorphoussilicon)太阳能光伏电池。

中国太阳能发展现状及其前景

我国太阳能发展现状及其发展前景 摘要：能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，但是化石能源是不可再生的，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。本文旨在介绍我国太阳能发展的现状及其发展方向。 关键词：太阳能；清洁能源；化石能源；光伏发电；光热转换 0 引言 化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。而且，化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应，粉尘，酸雨等环境问题。而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%，在我国，化石能源的比例竟然达到了92%！[1]所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 1. 太阳能的优点 在诸如风能，水利能，潮汐能，太阳能等各种新型清洁能源中，有很多专家学者都对太阳能青眼有加。 首先太阳能具有普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。其次太阳能有无害害性，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 其次太阳能总量十分巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，而据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年，全世界可开采的化石能源总量相当于33730亿吨原煤，所以可以说太阳能其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 还有最重要的长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。因此，太阳能的大规模开发利用是面向未来，实现可持续发展的必然选择。 2 我国太阳能资源的现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。我国各省的太阳能资源分布如下表一所示。[2] 3 我国太阳能的发展现状 目前，我国利用太阳能的方式大多都是太阳能光热转换和光电转换两大种类，例如，太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能发电及光伏发电系统等。 3.1太阳能光热转换

国内太阳能电池领域部分专家

1 大连理工大学精细化工国家重点实验室孙立成 2 中国科学院长春应用化学研究所杨小牛 中国科学院长春应用化学研究所研究员杨小牛等科研人员发明的“一种聚合物太阳能电池的制备方法” 专利获得了国家知识产权局授权。在目前基于体相异质结结构的聚合物太阳能电池中, 聚(3-己基噻吩) (P3HT)和C60的衍生物PCBM是应用最广泛和最成功的体系之一。在这种类型的太阳能电池中, 器件的转换效率受光敏层内部形貌的影响很大。在旋涂制备大面积均匀器件的过程中,由于溶剂的挥发速度太快, 电子给体材料P3HT从溶液中析出时来不及形成充分的结晶, 导致所得光敏层共混薄膜中P3HT没有形成良好的空穴传输通道, 因而所得的器件效率通常都很低。传统上, 一般采取后热退火或者溶剂退火的处理方法以达到改善光敏层形貌的目的。但是, 若退火的条件控制不当，PCBM很容易形成微米级的结晶体, 从而导致薄膜中形成大尺度的两相分离状态, 器件的效率会急剧下降。此外，高温退火时，薄膜中的组分还有氧化和降解的风险。因此，如何在温和的条件下，既能提高共轭聚合物P3HT在共混薄膜中的结晶度又能避免大尺度的相分离的产生是高性能体聚合物太阳能电池制备过程中的一个难题。 在国家基金委和中科院的大力支持下，杨小牛课题组采用往P3HT的良溶剂溶液中缓慢加入不良溶剂的方法, 让P3HT在溶液中产生有序的结晶前驱体, 然后再往混合溶液中加入PCBM, 待完全溶解后进行旋转涂膜, 所制得的光敏层薄膜中不但形成了长达数微米均匀密集分布的P3HT晶须, 而且相分离尺度在纳米数量级, 这不仅为激子的有效分离提供了大面积的两相界面, 并且为空穴的快速传输提供了连续的通道。同时, 由于P3HT的结晶度得到了提高, 光敏层在太阳最大幅照功率的长波区域的光吸收得到了改善, 因而利用该方法新制得的器件其效率接近4%, 实现了高效免退火聚合物太阳能电池器件。 本发明在温和的条件下“一步”实现了高性能“免退火”的太阳能电池器件，大大简化了聚合物太阳能电池的加工工艺，大幅降低生产成本。 3 中国科学院长春应用化学研究所王鹏 中科院长春应化所王鹏课题组在有机染料敏化太阳电池研究方面取得重要进展，相关成果在线发表于英国化学会《化学通讯》上（Chem. Commun., 2009）。该论文报导了一个具有高吸收系数的有机染料C217，该染料在以乙腈为电解质溶剂的器件中达到了9.8%的光电转换效率；结合无溶剂离子液体电解质，实现了光电转换效率达8.1%的长期光热稳定的染料敏化太阳电池。这两项指标均为有机染料敏化太阳电池的最好结果。其性能已经非常接近钌染料。此工作被“Technology Review”在2009年3月12日进行了报道并被其他媒体转载。 目前，通过共轭系统的结构设计来调控染料的能带和吸收光谱等特性是实现高性能有机染料的主要手段，C217以3,4-乙烯二氧基噻吩与二并噻吩的偶联结构作为染料的共轭单元，结合三芳胺给体和氰基乙酸受体，实现了染料的宽光谱吸收。该染料在氯仿溶液中的最大吸收波长达到了552 nm，器件的光谱响应范围接近钌染料的水平，量子转换效率（IPCE）在440-590 nm范围内超过了90%。这一研究成果将进一步促进有关宽光谱、高效率、低成本的纯有机染料敏化太阳电池的开发和应用研究。 4 华南理工大学高分子材料与元器件研究所曹镛院士 广东科研人员对太阳能电池进行了各种可以提高光电转换效率途径的研究，并已在实验室做出了转换效率达5%的材料。在日前举行的“纪念中国科协成立50周年暨2008中国材料研讨会”上，中国科学院院士、华南理工大学教授曹镛在题为《聚合物异质结太阳能电池研究的进展》的报告中指出，广东在有机太阳能电池研究方面与世界同步，目前已在材

平板太阳能集热器的现状及未来发展浅析

平板太阳能集热器的现状及未来发展浅析 【摘要】本文综述了平板型太阳能集热器的发展现状，对平板型太阳能集热器的国内外市场进行了分析，并分析了平板型太阳能集热器的技术优势和有待解决的问题，展望了平板型太阳能集热器的市场前景。 【关键词】太阳能；平板集热器；建筑一体化 0.引言 我国拥有全球最大的太阳能热水器（系统）生产能力，也是全球最大的太阳能热水器（系统）的应用市场。根据我国的可再生能源发展规划，2020年太阳能热水器（系统）的安装量将达到3亿m2，每千人拥有量为203 m2[1]。目前，随着世界能源价格的不断上涨和全世界环保意识的增强，面对严峻的节能减排形势，我国正在加速发展和利用可再生能源，太阳能技术和产品的进步以及太阳能热水器与建筑结合技术的发展，将使太阳能热水器（系统）继续保持快速增长的势头。其中平板型太阳能集热器（以下简称平板集热器）因其固有优势而逐渐受到高度关注。 1.国内外平板集热器的发展概述 1.1 我国平板集热器发展现状 平板集热器早在17世纪后期就被发明，是历史上最早出现的太阳能集热装置。尽管如此，但直到1960年以后它才真正被深入研究并进入实际应用。 在我国的太阳能光热应用中，平板集热器也是最早得到应用的产品，而且一度发展得很快。但由于初期产品技术和结构的缺陷，使得平板集热器从上世纪80年代的市场统治地位逐步下滑到12%左右的市场份额。首先，作为集热器核心部件的太阳能吸热材料的光热转换效率低，直接导致了太阳能集热器效率的低下；其次，由于结构上的特点，这种集热器组成的热水器平均热损系数较大，从而导致热水器的整体热效率不高；另外，我国的太阳能热水器（系统）基本上都采用直接加热太阳能集热器中水的方法。如果集热器中的水一旦冻结将直接影响集热器的正常运转，严重时还会导致集热管的涨裂。而随后发展起来的真空管太阳能热水器因冬天管内的水在不排空的情况下基本不结冰或不冻坏而受到了市场的欢迎。 同时，由于全玻璃真空管技术的不断创新，使其成本大幅度降低，生产企业迅速增加，促进了全玻璃真空管型太阳能热水器市场的迅速扩大。 另外，在商业运作方面，全玻璃真空管热水器被生产厂及商家宣传为热性能远高于平板太阳能热水器的产品。其主要理由是真空绝热，这一宣传极易为我国大众接受。因此，目前家用热水器国内市场格局是由于产品的特点和价格等因素形成的，可以预见在家用热水器中低端市场中全玻璃真空管热水器仍将占据主流。 目前，随着太阳能光热利用技术的不断成熟，以及人们对于太阳能光热产品的要求不断提高，特别是太阳能与建筑一体化技术的提出，平板集热器的优势日渐突出，其市场份额在近两年中也在逐步上升。 1.2 国外平板集热器的发展现状 据霍志臣、罗振涛对欧洲15个国家、美洲2个国家、大洋洲1个国家、亚洲3个国家(21个国家)的统计，国外生产平板式太阳能热水器的厂家(含经销商)共401家,占企业总数的92.61%;真空管太阳热水器12家,占企业总数的2.77%;简

量子点太阳能电池---原理,技术最新介绍

Physica E14(2002)115– 120 https://www.sodocs.net/doc/3d9519251.html,/locate/physe Quantum dot solar cells A.J.Nozik? National Renewable Energy Laboratory,Center for Basic Sciences,1617Cole Boulevard,Golden,CO80401,USA Abstract Quantum dot(QD)solar cells have the potential to increase the maximum attainable thermodynamic conversion e ciency of solar photon conversion up to about66%by utilizing hot photogenerated carriers to produce higher photovoltages or higher photocurrents.The former e ect is based on miniband transport and collection of hot carriers in QD array photoelectrodes before they relax to the band edges through phonon emission.The latter e ect is based on utilizing hot carriers in QD solar cells to generate and collect additional electron–hole pairs through enhanced impact ionization processes.Three QD solar cell con?gurations are described:(1)photoelectrodes comprising QD arrays,(2)QD-sensitized nanocrystalline TiO2,and (3)QDs dispersed in a blend of electron-and hole-conducting polymers.These high-e ciency con?gurations require slow hot carrier cooling times,and we discuss initial results on slowed hot electron cooling in InP QDs.?2002Elsevier Science B.V.All rights reserved. Keywords:Hot electrons;Quantum dots;(Ultra-high photovoltaic)conversion e ciency;Impact ionization;E ciency limits 1.Introduction The maximum thermodynamic e ciency for the conversion of unconcentrated solar irradiance into electrical free energy in the radiative limit assum-ing detailed balance and a single threshold absorber was calculated by Shockley and Queisser in1961 [1]to be about31%;this analysis is also valid for the conversion to chemical free energy[2,3].Since conversion e ciency is one of the most important parameters to optimize for implementing photovoltaic and photochemical cells on a truly large scale[4], several schemes for exceeding the Shockley–Queissar (S–Q)limit have been proposed and are under active investigation.These approaches include tandem ?Tel.:+1-303-384-6603;fax:+1-303-384-6655. E-mail address:anozik@https://www.sodocs.net/doc/3d9519251.html,(A.J.Nozik).cells[5],hot carrier solar cells[6–8],solar cells producing multiple electron–hole pairs per photon through impact ionization[9,10],multiband and impu-rity solar cells[4,11],and thermophotovoltaic=thermo-photonic cells[4].Here,we will only discuss hot carrier and impact ionization solar cells,and the e ects of size quantization on the carrier dynamics that control the probability of these processes. The solar spectrum contains photons with ener-gies ranging from about0.5to3:5eV.Photons with energies below the semiconductor band gap are not absorbed,while those with energies above the band gap create electrons and holes with a total excess kinetic energy equal to the di erence between the photon energy and the band gap.This excess kinetic energy creates an e ective temperature for the carri-ers that is much higher than the lattice temperature; such carriers are called“hot electrons and hot holes”, and their initial temperature upon photon absorption 1386-9477/02/$-see front matter?2002Elsevier Science B.V.All rights reserved. PII:S1386-9477(02)00374-0

中国太阳能电池艰难而辉煌的历程-新能源专业(1).doc

中国太阳能电池艰难而辉煌的历程-新能源 专业(1) - 从1958年中国开始研制第一片晶体硅光伏电池以来，到现在已走过半个多世纪。光伏专家、上海交通大学太阳能研究所所长崔容强告诉编辑：“中国的太阳能电池也经历了从无到有、从空间到地面、由军到民、由小到大、由单品种到多品种以及光电转换效率由低到高的艰难而辉煌的历程。” 据统计，从2002年至今，中国太阳能电池产量猛增了77倍。2008年，我国太阳能电池产量约占世界总产量的三分之一，连续两年成为世界第一大太阳能电池生产国。 1839年法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应；1954年美国贝尔实验室制成第一个单晶硅太阳能电池；1983年美国在加州建立了当时世界上最大的太阳能电厂……人类从来未曾停止过追逐太阳的步伐。 1969年研制完成硅太阳能电池组 1958，我国研制出了首块硅单晶 中科院院士、中科院半导体研究所研究员王占国对编辑说：“美国1957年左右拉出了首块硅单晶，我国1958年也研制出了首块硅单晶，随后，中科院物理新成立的半导体研究室正式开始

研发太阳能电池。” 最初，研发出的电池主要用于空间领域。从1958年到1965年间，半导体所研制出的PN结电池效率突飞猛进，10×20mm电池效率稳定在15%，同国际水平相差不大。 1968年至1969年底，半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中，研究人员发现，P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射，造成电池衰减，使电池无法长时间在空间运行。 于是，包括王占国在内的6人小组开始进行人造卫星用硅太阳电池辐照效应研究，实验过程中，由于技术不成熟、设备落后，致使王占国的右手严重电子灼伤，从此他一直饱受痛苦，直到1978年夏天进行植皮手术才有所缓解。编辑注意到，王占国院士右手手背上有一些黑色的褶皱，这正是老一辈科学家殚精竭虑献身科学的印记。 经过刻苦攻关，实验结果给研究人员带来巨大惊喜。王占国院士介绍，NP结硅太阳电池抗电子辐照的能力比PN结硅电池大几十倍！随后，半导体所做出了将硅PN电池改为NP定型投产的决定，生产出了5690片NP结硅太阳电池，其中达到空间应用要求的成品3350片，圆满完成了“实践1号”卫星用太阳能电池板的研制、生产任务。1971年实践1号发射升空，在8年的寿命期内，太阳电池功率衰降不到15%，该项目在1978年全国科学大会上获重大成果奖。

太阳能热发电技术的现状及发展趋势

太阳能热发电技术的现状及发展趋势 在全球可持续发展的大背景下，“绿色能源”和“低碳生活”的概念正受到越来越多的关注，各国竞相开展以风能、太阳能、生物能、地热能、海洋能等可再生绿色能源为主的研究和应用．同时从国家能源局获悉，我国首轮太阳能光热发电特许权招标项目，已于2010年6月底至7月初正式开始．此政策的颁布，打破了常规化石燃料发电占据整个发电行业的局面，意味着太阳能因其储量的无限性、利用的清洁性等特点一跃成为最热门的新能源之一，太阳能热发电技术将迅速进入商业化成长时期，成为解决当前能源、资源、环境等一系列问题的新兴产业．人们最早对太阳能热发电的研究，可以追溯到18世纪70年代在巴黎建立的第一个小型点聚集太阳能热交互蒸汽机，自此之后，各国对太阳能热发电技术的研究从未终止．在1981年至1991年间，全世界建造了多种不同形式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座(塔式为主);另外在1985至1991的6年间，在美国加州沙漠建成的9座槽式太阳能发电站，更是将发电成本降至8美分/kWh，太阳能热发电项目已成为各国建立新能源系统的方向之一．经过近30年的发展，部分太阳能热发电技术已完成试验和示范阶段，正向低成本、高产业化迈进．本文以目前研究最为广泛的聚光式太阳能热发电技术为对象，对各种聚光式太阳能热发电技术进行介绍、分析和比较，希望能得出对我国太阳能热发电行业具有建设性的意见． 1太阳能热发电技术的概念与分类 太阳能热发电主要是将聚集到的太阳辐射能，通过换热装置产生蒸汽，驱动蒸汽轮机发电．太阳能热发电与常规化石能源在热力发电方式上的原理是相同的，都是通过Rankine 循环、Brayton循环或Stirling循环将热能转换为电能，区别在于热源不同，太阳能发电的热源来自太阳辐射，因而如何用聚光装置将太阳能收集起来是大多数太阳能热发电的关键技术之一．此外，考虑到太阳能的间歇性，需要配置蓄热系统储存收集到的太阳能，用以夜间或辐射不足时进行发电，因此成熟的蓄热技术成为太阳能热发电中的另一关键技术．直接光发电和间接光发电是太阳能热发电中最常用的分类方式．直接光发电可分为太阳能热离子发电、太阳能温差发电和太阳能热磁体发电;间接光发电可分为聚光类和非聚光类，其中聚光类按照太阳采集方式可分为太阳能塔式发电、太阳能槽式发电和太阳能碟式发电;非聚光类主要有太阳能真空管发电、太阳能热气流发电和太阳能热池发电等．通常所说的太阳能热发电，主要指间接光发电，直接光发电尚在实验阶段．目前主流的太阳能热发电技术集中在塔式、槽式和碟式，它们因开发前景巨大而受到极大的关注． 2聚光式太阳能热发电技术 2.1塔式太阳能热发电

太阳能电池的发展历史

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/3d9519251.html, 太阳能电池的发展历史 作者：张金晶 来源：《商情》2016年第26期 【摘要】相对于风能、地热能、生物能和潮汐能等新能源，太阳能以污染小、可利用率高、资源分布广泛和使用安全可靠等优点，成为最具有发展前景的能源之一。目前，随着太阳能电池制备技术的不断完善，其技术的开发应用已经走向商业化、大众化，特别是一些小功率、小器件的太阳能电池在一些地区都已经大量生产而且广泛使用。所以谁先开发光电转换效率高、制备成本低的太阳能电池就能在将来的市场抢占先机。 【关键词】太阳能单晶硅薄膜电池 引言：随着社会的飞速发展，能源是影响当今社会进步的重要因素，但是现阶段人类社会发展大部分还是依靠化石能源提供能量。可是化石能源分布极不均衡，并且不可再生，而且燃烧化石能源带来的环境污染、雾霾气候和温室效应严重影响到了人类社会的可持续发展。然而太阳能是一种可再生清洁能源，可以提供充足的能量供人类使用，因此开发新能源，是人类社会薪火相传，世代相传的重要保证。 此外，不可再生能源的过快消耗对当今的环境形势提出了新的挑战。例如如何解决温室效应，臭氧空洞等问题。有限的化石能源以及在开发利用不可再生能源的过程中出现的负面影响，不仅阻碍了人类经济的飞速发展，而且还严重影响到社会的可持续发展。因此，发展一种新型能源已然成为世界各国提升自己综合国力和倡导能源发展的一个重要手段。 1. 第一代太阳能电池 第一代太阳能电池是发展时间最久，制备工艺最为成熟的一代电池，一般按照研究对象我们将其可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅电池。按照应用程度来说前两者单晶硅与多晶硅在市场所占份额最多，商业前景最好。 单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。从单晶硅太阳能电池发明开始到现在，尽管硅材料有各种问题，但仍然是目前太阳能电池的主要材料，其比例约占整个太阳电池产量的90%以上。我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进行高效电池研究，采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术，使单晶硅太阳能电池的效率达到了19.8%。多晶硅太阳能电池的研究开发成本较低，稳定性也比较好，这两大优势引起了科研工作者的注意。其光电转换效率随着制备工艺的成熟不断提高，它达到的最高的光电转换效率为21.9%，但是它的电池效率在目前的太阳能电池中仍处于一般水平。 2.第二代太阳能电池

光伏太阳能电池技术路线图

光伏太阳能电池技术路线图 不断提高光电转换效率和组件额定功率已是当今光伏行业的关键指标。这不仅是整个行业的长期目标，而且是在竞争激烈的产业环境下领军厂商脱颖而出的必要条件。 NPD Solarbuzz上海办公室，2012年2月14日—根据最新出版的NPD Solarbuzz 光伏设备季度报告指出，不断提高光电转换效率和组件额定功率已是当今光伏行业的关键指标。这不仅是整个行业的长期目标，而且是在竞争激烈的产业环境下领军厂商脱颖而出的必要条件。光电转换效率的提高意味着制造工艺流程和原材料（主材和辅材）的改变，理想情况下，引领这些改变的各种技术构成了一份技术路线图。 成功采用这些技术的光伏厂商将在市场份额的竞争中占有优势，能为新工艺流程提供关键设备和原材料的厂商则将成为后续扩产阶段的首选供应商。 因此，许多研发实验室，设备/原材料厂商，光伏制造商和区域性协会都积极地 试图影响技术路线图的内容和进程。设备和原材料厂商也经常根据这些路线图衍生的结论调整企业发展战略，从而与未来的市场需求保持一致。 光伏路线图的不确定性 只有当光伏行业主要厂商采用路线图上的技术时，以上推断才成立，否则将事与愿违。 实际上，产业上下游的设备和原材料厂商在过去吃了不少苦头，因为他们制订内部战略所依据的路线图与常常与主要厂商的路线图并不一致。 在这种情况下，人们一直都对光伏技术路线图抱有怀疑。然而，产业仍然需要确立一个有凝聚力的技术路线图，需要改变的是路线图产生过程中使用的研究方法和推理假设。 NPD Solarbuzz的光伏技术路线图 NPD Solarbuzz的研究方法源于对各个光伏厂商详细工艺流程的分析，并追踪不同工艺流程对产品在下游和终端市场表现的影响。对于光伏厂商设备支出和每个流程设备供应商收入确认与存货的分析，对这种专注于商业运营的研究方法作出了进一步的补充。 经过过去两三年对各种门类光伏技术的大量设备投资，几种技术选择浮出水面。这些设备投资涵盖形形色色的晶硅和薄膜方案，并且经常精心组织各种市场活动，以宣传和支持各自的方案。