太阳能发展前景及利用
太阳能发展前景及利用
选题背景
目前能源危机已成为影响人类继续发展的一项重要因素，太阳能作为一种新型的清洁能源，被人类给予了厚望，太阳能的能否有效利用关系着人类的未来。
项目条件
太阳光线太阳能
研究目的
太阳能已逐渐走进我们的生活，对于太阳能或许我们还有一点陌生，借此机会我们来讨论一下“太阳能”。
主要研究方法
上网查阅资料查阅相关书籍请教相关人士
研究的基本思路
在本次研究中，通过各种渠道获得相关知识，并加以分析，从中获取自己需要的，加入自己的认识，再编写论文。
研究的先进性
广泛获取信息，具有科学性，真实性。
研究的基本过程
先选取题材，制定学习过程，再通过各种渠道获取相关信息，最后编写论文。论文
分为以下步骤：背景及目的，研究过程，研究心得，中英文摘要，太阳能的认识，太阳能
的利用范围，太阳能在国内外的利用程度，太阳能的前景，总结。
研究心得
通过此次研究学习我对太阳能有了进一步认识，对资源节约及开发也有了新的理解。通过本次学习提高了我的综合能力，拓宽了我的知识面。
中文摘要
太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐
射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟
照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。下图是地球上的能流图。从图上可以看出，地
球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即
使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太
阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、
光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，
对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因
素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。
英文摘要
The sun is a huge, long ago and endless energy.Though the sun the radiating the energy of the Earth atmosphere only always radiate 1/2,200,000,000 of energy(is about 3.75 ×s 1026 Wses) for it,have already been up to a 173,000 TWs, is also say that the sun projects light upon the energy on the earth every second equal to 5,000,000 ton coalses.Descending the diagram is on the earth of can flow diagram.Can see from the diagram, the wind energy, water ability and ocean difference in temperature ability, wave on the earth ability and living creature
quality ability and parts of tides can all come from the sun;Even if is the solar energy that the fossil fuel(is like coal, petroleum, and natural gas...etc.) on the earth by the root says to also store down since time immemorial, so the scope included by the solar energy of broad sense very big, the solar energy of narrow sense then is limited by the sun radiation the light of ability is hot, the direct conversion of optoelectronics and photochemistry.
The solar energy is an energy, and is can renewable energy.Its resources is abundant, free to use, and didn't need to be transported, to the environment is without the pollution.But the solar energy also has two main weakness:One is flow density low;Two is its strength under the influence of various factor(season, location, and weather...etc.) can not maintain quantity often.These two greatest weaknesses consumedly limited solar energy effectively to make use of.
关键词
太阳能环境资源清洁
太阳能的认识
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/m2，相当于有102,000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外）虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。下图是地球上的能流图。从图上可以看出，地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使
是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。
太阳能的利用范围
在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。
太阳光由长的可见光和不可见光组成，不同物质和不同颜色对不同波长的光的吸收和反射能力是不一样的。黑颜色吸收阳光的能力最强，因此棉衣一般用深色或黑色布。白色反射阳光的能力最强，因而夏季的衬衫多是淡色或白色的。因此利用黑颜色可以聚热。让平行的阳光通过聚焦透镜聚集在一点、一条线或一个小的面积上，也可以达到集热的目的。纸在阳光照射下，不管阳光多么强，哪怕是在炎热的夏天，也不会被阳光点燃。但是，若利用集光器，把阳光聚集在纸上，就能将纸点燃。集热器一般可分为平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等几种类型。
平板集热器一般用于太阳能热水器等。聚光集热器可使阳光聚焦获得高温，焦点可以是点状或线状，用于太阳能电站、房屋的采暖（暖气）和空调（冷气）、太阳炉等。按聚光镜构造有“菲涅尔”透镜、抛物面镜和定日镜。
平面反射镜用于塔式太阳能电站，有跟踪设备，一般和抛物面镜联合使用。平面镜把阳光集中反射在抛物面镜上，抛物面镜使其聚焦。
太阳能在国内的利用
在我国，太阳能的利用也一直是最热门的话题，经过多年的发展，国内在集热器（含太阳能热水器）已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元，其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究，建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地，该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体，一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力，填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白，并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析，国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚，尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平，整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明，国内目前仅建有5个（单晶硅）太阳能电池生产厂，年产量约有4.5兆瓦（注：1兆瓦（MW）为1000千瓦），工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达18.3％，比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍，我国太阳能电池平均转换效率不高，其主要原因是专用材料国产化程度低，如封装玻璃就完全依赖进口，低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求，科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。
目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持，国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一。于1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋面太阳能发电系统，至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上，可满足1个小康之家用
电要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京-阿脱兰太阳能科技有限公司，合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品，并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了中国。
河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿（Piikington）太阳能国际有限公司在中国独家总代理，现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料，如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液（封装介质）等。振海集团的基地于1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物，现已竣工投入应用，其运行使用效果良好，已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。
太阳能集热管是清华大学的一项专利技术，经清华阳光公司的产业化生产，目前其年产量为世界第一，其产品性能为世界领先，清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置，用六七年时间完成了小试、中试到大规模生产，目前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂，每年可生产500万支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管，预计这个项目的经营额再过3年将达到10亿元。
太阳能在国外的利用
常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。近几年，国际光伏发电迅猛发展。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23．4％；1997年美国和欧洲相继宣布"百万屋顶光伏计划"，美国计划到2010年安装1000～3000MW 太阳电池。日本不甘落后，1997年补贴"屋顶光伏计划"的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。印度计划1998－002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50MW。
国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。到目前为止，世界太阳电池年销售量己超过60兆瓦，电池转换效率提高到15％以上，系统造价和发电成本已分别降至4美元/峰瓦和25美分/度电；在太阳热利用方面，由于技术日趋成熟，应用规模越来越大，仅美国太阳能热水
器年销售额就逾10亿美元。太阳能热发电在技术上也有所突破，目前已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。
总结及分析
通过研究学习我对太阳能有了新的认识。太阳能会成为未来主要的能源，但这个过程还需要很长时间。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。
研究建议
太阳能的有效利用对人类的未来影响重大，发展太阳能至关重要，但我们更要学会节约，只有节约，能源危机才只是杞人忧天。
太阳能电池发展现状综述
太阳能电池发展现状综述 摘要：随着社会的发展，传统能源消耗殆尽,能源越来越收到重视。其中发展前景最为广阔的莫过于太阳能。太阳能绿色环保，因此逐渐受到了人们的普遍重视。太阳能已成为新能源领域最具活力的部分，世界各国都致力于发展太阳能。本文主要阐述了太阳能电池的发展历程，太阳能电池的种类，太阳能电池的现状以及发展前景. 关键词：太阳能电池；太阳能电池种类；发展现状； Narration on the Current Situation of Solar Battery Abstract:With the development of society, traditional energy will be used up in a short time.Eneygy are being payed more and more attention.And the solar energy is the most promising.Because of its’environmental protection,it gets widespread attention. Solar energy has become the most vibrant part among the new energy field,and all countrise tried their best to develop solar energy.This article mainly explains the development of solar battery,the types of solar battery,curent situation of solar battery and its’ prospect. Key Words:solar battery; types of solar battery; curent situation of solar battery 1引言 随着经济的发展，能源的重要性日趋凸显。但是石油、煤等不可生起源消耗殆尽，人们开始探索新的能源。太阳能取之不尽用之不竭，因此受到了人们的亲睐。在太阳能电池领域中，太阳能的光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域[1]．太阳能电池的研制和开发日益得到重视．制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础．其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转化反应。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：①硅太阳能电池；②以无机盐如砷化镓Ⅲ一V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；③纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：①半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率；③材料本身对环境不造成污染；④材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料[2]．这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因. 本文简要地综述了太阳能电池发展进程，太阳能电池的种类，以及发展现状，并讨论了太阳能电池的发展趋势。 2太阳能电池现状及其前景
太阳能发展前景及利用
太阳能发展前景及利用 选题背景 目前能源危机已成为影响人类继续发展的一项重要因素，太阳能作为一种新型的清洁能源，被人类给予了厚望，太阳能的能否有效利用关系着人类的未来。 项目条件 太阳光线太阳能 研究目的 太阳能已逐渐走进我们的生活，对于太阳能或许我们还有一点陌生，借此机会我们 来讨论一下“太阳能”。 主要研究方法 上网查阅资料查阅相关书籍请教相关人士 研究的基本思路 在本次研究中，通过各种渠道获得相关知识，并加以分析，从中获取自己需要的，加入自己的认识，再编写论文。 研究的先进性 广泛获取信息，具有科学性，真实性。 研究的基本过程 先选取题材，制定学习过程，再通过各种渠道获取相关信息，最后编写论文。论文分为以下步骤：背景及目的，研究过程，研究心得，中英文摘要，太阳能的认识，太阳能的利用范围，太阳能在国内外的利用程度，太阳能的前景，总结。 研究心得 通过此次研究学习我对太阳能有了进一步认识，对资源节约及开发也有了新的理解。通过本次学习提高了我的综合能力，拓宽了我的知识面。
中文摘要 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。下图是地球上的能流图。从图上可以看出，地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。 英文摘要 Thesolarenergyisanenergy,andiscanrenewableenergy.Itsresourcesisabund ant,freetouse,anddidn'tneedtobetransported,totheenvironmentiswithoutthep ollution.Butthesolarenergyalsohastwomainweakness:Oneisflowdensitylow;Two isitsstrengthundertheinfluenceofvariousfactor(season,location,andweather ...etc.)cannotmaintainquantityoften.Thesetwogreatestweaknessesconsumedly limitedsolarenergyeffectivelytomakeuseof. 关键词 太阳能环境资源清洁 太阳能的认识 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h 的年平均辐射强度为0.20kw/m2，相当于有102,000TW的能量，人类依赖这些能量维
太阳能发电产业发展前景
太阳能发电产业发展前景 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。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。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。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。 我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅电池)和非硅系太阳能电池等。多晶硅薄膜电池由于所使用的硅材料较少，又无效率衰退问题，并且可以在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，经济效益较好。此外，非多晶硅薄膜电池也具有极大的发展潜力。 在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。上游环节的企业掌握技术优势，具有较强的议价能力，可以通过提高产品价格将成本压力向下游传导，从而保证自身获得较高的盈利能力。非多晶硅薄膜电池可以用IC废料作为原料，成本低廉。 在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长倍，整个行业的销售收入有望增长倍。 我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。 2005年后，我国太阳能发电产业有了突飞猛进的发展，无锡尚德、天威英利、新光硅业、浙江中意、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。
钙钛矿太阳能电池的光物理原理
钙钛矿太阳能电池的光物理原理 钙钛矿太阳能电池的光物理 溶液制备法制备的有机-无机杂化钙钛矿型太阳能电池，是光伏领域的一种新型太阳能电池新型材料，其光电转换效率已经超过17%，并且在该领域产生了巨大影响。这篇文章中，在这类新的光伏材料中，关于载流子动力学和电荷转移机制中的光物理和新的发现，进行了检验和提炼。一些开放性物理问题也将被讨论。 关键词：甲基氨碘化铅，钙钛矿型太阳能电池，光物理，瞬态吸收光谱，电荷动力学，电荷转移机制 有机无机杂化钙钛矿型太阳能电池（或简单的钙钛矿型太阳能电池）是在低成本光电池的研究中的最主要的突破。在这大约5年的期间里，这些溶液加工制备的太阳能电池成为第三代太阳能电池的先驱，比如有机太阳能电池，染料敏化太阳能电池，量子点太阳能电池。尽管，在最近举行的材料研究学会2014春季会议报告中声称，电池的转化效率已经达到了19.3%，但是到目前为止，能够证明确定的记录是17.9%，而在2009年，这个记录只有3.8%。相比较而言，染料敏化太阳能电池需要二十多年的研究才超过10%的转化效率。尽管在器件性能的显著增加，但钙钛矿型太阳能电池中的光物理机制仍然是不明确的。在本文中，我将首先简要地回顾了目前的钙钛矿型太阳能电池领域的进展，然后追踪一下光物理研究的发展。我还会强调一下钙钛矿中电子和空穴的扩散长度，CH3NH3PbI3的热空穴冷却动力学 和放大自发辐射的发现。最后，在这些材料中，一些关于光物理的问题也会进行讨论。 2.有机无机钙钛矿太阳能电池 2.1 三维的有机无机钙钛矿电池的结构 钙钛矿是一般化学式为AMX3 化合物的总称。A阳离子在立方晶胞的8个角上，M阳离子被6个X阴离子包围，位于[PbI6]4- 八面体的中心。如图1，CH3NH3PbI3情况。尽管钛酸钙的通用名称有着相同的“钙钛矿”标签，但有机无机钙钛矿材料与他们同名仅仅是因为他们的结构。在纳米科学发展的19世纪80年代，这类杂化材料能够形成三维（3D）到零维（0-D）与[PbI6]4- 八面体单元的类似物，直到把晶胞已作为广泛应用在半导体介观量子限制效应模型而深入研究。CH3NH3PbX3 （其中x是Cl，Br，I）是广泛调查的光伏材料的选择，这个材料由3D八面体网状结构形成。 2.2该领域和基本器件结构的概述
有机太阳能电池研究进展(1)
专题介绍 有机太阳能电池研究进展 X 林 鹏,张志峰,熊德平,张梦欣,王 丽 (北京交通大学光电子技术研究所,信息存储、显示与材料开放实验室,北京,100044) 摘 要:有机太阳能电池与无机太阳能电池相比,还存在许多关键性问题。为了改善有机太阳能电池的性能,各种研究工作正在进行,这些研究主要是为了寻找新的材料,优化器件结构。对电池原理、部分表征方法、效率损失机制、典型器件结构、最近的发展、以及未来的发展趋势作了简要描述。 关键词:有机太阳能电池;器件结构;给体;受体;转换效率 中图分类号:T N 383 文献标识码:A 文章编号:1005-488X(2004)01-0055-06 Progres s in Study of Organic Sola r Ce ll LIN Peng ,ZHANG Zhi -feng ,XIONG De -ping ,ZHANG Meng -xin ,WANG Li (I nstitute of O p toelectronics T echnology ,Beij ing J iaotong University ,Beijing ,100044,China )Abstr act :Compaer ed with inorganic solar cells ,organic solar cells still have many critical pr oblems.In order to improve the properties of organic solar cells,a lot of different studies have been carried on.T he main purposes of these studies are to seek new mater ials and new device structure.A brief review of the theory of photovoltaic cells,along with some aspects of their characterization ,the basic efficiency loss mechanism ,typical device structures ,and the trends in research will be presented. Key wor ds :organic photovoltaic cell;device structure;donor;acceptor ;conversion effi-ciency 前 言 进入21世纪以来,由于煤、石油、天然气等自然资源有限,已经不能满足人类发展的需要。环境污染也已经成为亟待解决的严重问题。同使用矿物燃料发电相比,太阳能发电有着不可比拟的优点。 太阳能取之不尽,太阳几分钟射向地球的能量相当 于人类一年所耗用的能量。太阳能的利用已经开始逐年增长。但目前使用的硅等太阳能电池材料,因成本太高,只能在一些特殊的场合如卫星供电、边远地区通信塔等使用。目前太阳能发电量只相当于全球总发电量的0.04%。要使太阳能发电得到大规模推广,就必须降低太阳能电池材料的成本,或 第24卷第1期2004年3月 光 电 子 技 术OPT OELECT RONIC T ECHNOLOGY Vol.24No.1 Mar.2004 X 收稿日期:2003-11-17 作者简介:林 鹏(1978-),男,硕士生。主要从事光电子技术研究。 张志峰(1977-),男,硕士生。主要从事有机电致发光(OLED)的研究工作。熊德平(1975-),男,硕士生。主要从事无机半导体材料方面的研究工作。
太阳能产业未来发展趋势分析
太阳能产业未来发展趋势分析 随着节能减排压力的逐渐加大，近年来政府逐步加大了对太阳能光热行业的扶持力度，从全国普遍推行的太阳能“强装令”，到将太阳能列入“家电下乡”目录，都极大地推动了我国太阳能光热行业的快速发展。尽管在经历了连续近十年的高速发展之后，近两年增速稍有放缓，行业发展遇到了一定的阻碍，但作为“十二五”规划中重点规划的行业，政府寄希望该行业能承担起2020年节能减排目标实现的重任，势将出台更多的有力政策，加之行业良好的产业基础，在未来势必将有更加健康稳健的发展。 太阳能政策扶持力度不断加大 2007年4月，在可再生能源法的推动下，国家发改委下发了《推进中国太阳能热利用工作实施方案》；同年5月，国家发改委、住建部下发了《关于加快太阳能热水系统推广应用工作的通知》，要求提高和推动应用太阳能热水系统重要性的认识，大力促进其推广应用，积极支持太阳能热水系统的技术进步和产业发展。2008年10月1日国务院颁布的《民用建筑节能条例》开始实施，规定有关地方人民政府应当采取有效措施，鼓励和扶持单位、个人安装使用太阳能热水系统、照明系统、供热系统、采暖制冷系统等太阳能利用系统。法律、法规支持大大加强了国民认知，有力地推动了太阳能热利用产业的发展。 2009年，财政部、城乡住房建设部组织实施一省三市、一省四县可再生能源示范项目：对于可再生能源应用城市，鼓励太阳能、热泵等可再生能源与建筑结合，中央财政安排专项补助，每个城市补贴5000万元-8000万元，每个示范城市地级市建筑应用面积不低于200万平方米。据不完全统计，中国有二十个省市区和八十多座城市出台了太阳能强制安装政策和优惠政策，有些省市如山东、北京等对集中安装太阳能热水系统还直接给予资金补贴。 在有利政策的支撑下，太阳能在推动建筑节能方面作用凸显，仅太阳能与建筑一体化专家力诺瑞特就在全国推广建设了近2000个太阳能与建筑一体化精品工程，推广4000万平方米太阳能住宅，相当于一个中等城市的民用建筑面积。换句话说，力诺瑞特的国家住宅产业化基地为中国创造了一个完全低碳的、生态的、可持续的太阳能住宅的新型城市。 高增长过后出现市场阻碍 由于太阳能源的无限普照特性，太阳能热利用产业被认为是继风能之后，最有前景的新能源产业，并多次被各国政府关注并支持。也正因为此，就像当年风电热一样，各企业投资蜂拥而上，做眼镜的，干服装的，各行各业一窝蜂地跨入这一领域，希望分享新能源朝阳产业的一杯羹。 由于节能环保、操作便捷等特性，太阳能热水器受到不少消费者的青睐，10年前，产品便已走俏市场。自21世纪初期开始，该行业平均保持着30%以上的高增长速度。而在这10年的黄金增长期，该行业吸引了数千家形形色色的投资者，行业总产值也是连年攀升。2009年开始，更是受惠于太阳能“家电下乡”这一政策，太阳能热水器企业更是出现了销量激增，并借此吸纳了大量农村消费者。
(完整版)钙钛矿太阳能电池研究综述
钙钛矿太阳能电池 引言 21世纪以来，人口急剧增长，能源和环境问题日益明显。目前，人们主要消耗的是不可再生能源，例如煤、天然气、石油等化石燃料。而未来人类还需大量的能源，故人类正在积极开发新能源。 而太阳能具有清洁、无污染、分布广并且能量充分，是目前广大科研人员的研究重点。而光伏为开发太阳能的主要对象，主要其具有安全、清洁、成本低廉等优点。目前，市场上主要为第一代硅基太阳能电池，大约占了90%，其余的约10%被CdTe和GIGS为代表的第二代薄膜太阳能电池所占据。然而，硅基太阳能电池在原材料和制造上，其成本都比较高，工艺较复杂。因此，人们正在努力开发高效率、低成本的新型太阳能电池。如钙钛矿太阳能电池[1]。 近年来，钙钛矿太阳能电池由于光电效率高，工艺简单等一些优异性能而受到人们的广泛关注。现如今广大研究人员正在大力研究，开发钙钛矿太阳能电池，其光电转化效率正在不断突破、提高，有可能达到甚至超过单晶硅太阳电池（25.6%）的水平。其中钙钛矿太阳能电池的光电转化效率被证实已达到了20. 1%[2]，这项重大的成就于2013 年度，成功被Science 评选为十大科学突破之一[3]。 一钙钛矿太阳能电池的发展历程 人们从十年以前就开始研究钙钛矿型结构化合物，刚开始由于其具有优异的光子传导性以及半导体特性，而被应用于薄膜晶体管和有机发光二极管中。[4] 2009 年，Miyasaka 等[5]首先制得钙钛矿结构的太阳能电池，它主要是以 CH3NH3PbBr 3和CH 3 NH 3 PbI 3 为光敏化剂。这成功地跨出了钙钛矿太阳能电池发展的 第一步，也为钙钛矿太阳能电池发展奠定了重要的基础。 2011年，Park 等[6]以CH 3NH 3 PbI 3 为光敏化剂，通过改善工艺及优化原料组 分比，成功制备了光电转化效率为6. 54%的钙钛矿太阳能电池，其结构和性能得到了一定的提升。
我国太阳能发展现状与前景
2010NO.16 China New Technologies and Products 中国新技术新产品 高新技术 我国太阳能发展现状与前景 郝钢 （内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010000） 1太阳能的发展前景 随着现代社会的快速发展，人们对能源的需求量也在不断的增长，全球范围内的能源危机也日益突出。传统的化石能源，如：煤炭，石油，天然气更是有限。随着21世纪的到来传统能源濒临枯竭，造成能源危机，还会造成全球的环境问题。如全球变暖燃煤会通过煤渣和烟尘放出大量有化学毒性的重金属和放射性物质。而随着化石能源的减少，其价格不断升高，这将会严重制约着人们的生产和生活水平的提高。因此发展可再生能源的呼声越来越多，太能能这种情节廉价的资源就因运而生了。 太阳能发电有自己独有的优势[1]，主要包括：燃料免费；没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件；保持系统运转仅需很少的维护；系统为组件，可在任何地方快速安装；无噪声，无有害排放和污染气体而且地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍。地表每平方米平均受到的辐射可圣朝1700kW.h电。国际能源署的相关数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，就足以满足全球能源需求。所以，太阳能光复享有广阔的发展空间，其潜力十分巨大。 2我国太阳能发展现状 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。除四川盆地以外，全国其他地区的太阳辐射也相当可观[2]。 我国有这么丰富的太阳能资源，但是没有得到最合理的开发和利用，我国的太阳能事业还处在起步阶段，已经开发了一些小型的太阳能设备。比如：太阳能热水器、太阳灶、太阳房、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能热发电系统和太阳能光伏发电系统。这些小型的太阳能设备只能满足一小部分人的需要，如果要满足一座城市甚至一个省用电量的需要就必须建立一座大型的太阳能光伏发电站。而我国现在在这方面还在起步阶段，已经建立了几个试点项目。而国家对于太阳能的发展现在还没有出台一套很完备的政策、法律法规。而这种太阳能发电站的建设必须得到国家的有力支持才可以继续下去。 3发展太阳能的意义 在当今世界能源结构中，人类所利用的能 源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源，根据 “BP Statistical Review of World Energy,June 2003”的统计，20002年世界一次能源消费量为 94，05亿吨石油当量。截至2002年底，世界石油 可采储量为1427亿吨，可采40.6年；天然气为 1557800亿立方米。可采60.7年；煤炭为9844.5 亿吨，可采204年。[3] 我国能源资源储量不容乐观。根据最新资 料，现有探明技术可开发能源总资源量超过 8230亿吨标准煤，探明经济可开发剩余可采总 储量为1392亿吨标准煤，约占世界总量的 10.1%。我国人口众多，人均能源资源占有两非 常低。而我国所面临的却是能源需求量成倍增 长的严重挑战。 由以上分析可见，在人类开发利用能源的 历史长河中，以石油、天然气和煤炭等化石能源 为主的时期，仅是一个不太长的阶段，他们终将 走向枯竭而被新的能源所取代。人类必须未雨 绸缪，及早寻求新的替代能源。研究和实践表 明，新能源和可再生能源资源丰富，分布广泛， 可以再生，不污染环境，是国际社会公认的理想 替代能源。根据过节权威机构的预测，到2060 年，全球新能源和可再生能源的比例，将会发展 战士节能与构成的50%以上，成为人类社会未 来能源的基石，世界能源舞台的主角，是目前大 量应用的化石能源的替代能源。[4] 3.1改善环境 通过使用新能源来替代化石能源，可以减 少因燃烧化石能源而造成的二氧化碳和烟尘排 放量，给环境造成的损失。光复发电不产生传统 发电技术带来的污染物排放和安全问题，没有 废弃或噪音污染。 3.2节省空间 光复发电是一种简单的低风险技术，集合 可以安装在任何有光的地方。这意味着在公共、 私人和工业建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安 装潜力。在运行中，这个系统还可以降低建筑的 受热，增加通风。光复还可以作为隔声板装在公 路两侧。光复在提供大量电力供应的同时，避免 占用更多的土地。 3.3增加就业 光复发电能够提供重要的就业机会。安装 阶段创造大量的就业产生在（安装工人、零售商 和服务工程师），租金地方经济发展。根据欧洲 光伏发电行业信息显示，生产每兆瓦光伏产品 大约产生10个就业机会，安装每兆瓦光伏系统 创造大约33个就业机会。批发和间接供应可提 供3-4个就业岗位，研究领域提供1-2个就业 机会。所以在整个产业链中可提供50个就业机 会。在未来几十年，随着规模的扩大，自动设备 的使用，这些数据会有所降低。但是，光伏发电 产业不仅仅是一个资金密集型产业，同时也是 一个劳动密集型产业。目前我过光伏技术及产 业的就业总人数近万。到2020年将达到10万 人左右。按照中或电力专家的研究，2050年，光 伏发电行业将达到装机容量10亿KWp,年生产 和安装1亿KWp,就业人口将超过500万人。 3.4提供农村电力 光伏发电系统结实耐用，易于安装和具有 灵活性等特征，使其可满足世界任何地方的农 村电力需求。 4总结 我国能源供应主要依靠煤炭，石油资源有 限，只有通过扩大天然气、核电、可再生能源的 开发利用来降低煤炭消费比例。从长远来看，大 力发展可再生能源可以逐步改善以煤炭为主的 能源结构，促进常规能源资源更加合理有效地 利用，缓解与能源相关的环境污染问题。开发利 用可再生能源，并建立必要的技术贮备，可以减 少我国对国外矿物能源的依赖，增强国家抗御 能源安全风险的能力。 太阳能光伏发电是目前比较成熟的技术， 具有安全可靠、无噪音、无污染、能量随处可得、 不受地域限制、无需消耗燃料、建站周期短、无 需架设输电线路、可以方便地与建筑物相结合 等优点，是常规发电和其它发电方式所不及的。 所以，我国要大力发展可再生能源，使得社 会能够更稳定快速长期的发展。 参考文献 [1]施钰川.太阳能原理与技术[M].西安交通大学， 2009，4. [2]刘志章.内蒙古自治区太阳能发展规划[R].内 蒙古自然能源研究所，2007，9. [3]王长贵，郑瑞澄.新能源在建筑中的应用[M].中 国电力出版社，2003，7. [4]吕芳.太阳能发电[M].化学工业出版社，2009，5. [5]赵庆波，单葆国.世界能源需求现状及展望[J]. 中国能源，2002，12. 作者简介：郝钢（1982-），男内蒙古工业大 学供热、供燃气、通风及空调工程专业2007级 研究生。 摘要：社会的不断发展使得人们对能源的需求越来越高，而现在的能源储备已经不足以满足我们的生活需要，我们必须发展新能源，太阳能就是一个可再生能源，它可以说是取之不尽用之不竭。而我国的太阳能发展还只是处于起步阶段，要走的路还很长。本文只是让大家了解我国太阳能的现状。 关键词：太阳能光伏发电；化石能源 立新的进渣与排渣的平衡点，在调整操作过程中，极易引起冷渣器故障。因此，对冷渣器进渣进行调整时，应做到谨慎平稳调整，逐步过渡，防止进渣量失控。锅炉正常运行中冷渣器宜采用少量进渣，连续运行方式，并根据锅炉负荷及煤质情况确定冷渣器投入的数量，一般以对称投入为宜。 3.3.3改进后的运行情况 以上改进措施实施后，较好的解决了冷 渣器的堵塞问题，未再次发生结焦现象，保证 了机组的正常运行，改良效果显著。 4结语 冷渣器能否可靠工作，对锅炉的稳定运 行有直接影响。如果冷渣器不能正常排渣，锅 炉只有降负荷运行或停炉。因此改进冷渣机 及其系统，合理控制冷渣器的运行方式，对保 证机组长期连续稳定运行意义十分明显，而 这也就是本文主要的意旨所在。 参考文献 [1]李金晶，王巍,杨石等.滚筒冷渣器传热特性 的实验研究[J].电站系统工程，2009-01-15. 13 -- 中国新技术新产品
太阳能发展前景及利用结题报告ppt
太阳能发展前景及利用结题报告ppt 篇一：XX年太阳能利用现状研究及发展趋势 中国太阳能利用行业发展现状分析与市场 前景预测报告（XX-2020年） 报告编号：1657503 行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.sodocs.net/doc/df3178668.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。 一、基本信息 报告名称：中国太阳能利用行业发展现状分析与市场前景预测报告（XX-2020年）报告编号： 1657503←咨询时，
请说明此编号。优惠价：￥7380 元可开具增值税专用发票 网上阅读： XuQiuFenXiYuFaZhanQuShiYuCe.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 中国太阳能利用行业发展现状分析与市场前景预测报告（XX-2020年）对我国太阳能利用行业现状、发展变化、竞争格局等情况进行深入的调研分析，并对未来太阳能利用市场发展动向作了详尽阐述，还根据太阳能利用行业的发展轨迹对太阳能利用行业未来发展前景作了审慎的判断，为太阳能利用产业投资者寻找新的投资亮点。中国太阳能利用行业发展现状分析与市场前景预测报告（XX-2020年）最后阐明太阳能利用行业的投资空间，指明投资方向，提出研究者的战略建议，以供投资决策者参考。 中国产业调研网发布的《中国太阳能利用行业发展现状分析与市场前景预测报告（XX-2020年）》是相关太阳能利用企业、研究单位、政府等准确、全面、迅速了解太阳能利用行业发展动向、制定发展战略不可或缺的专业性报告。正文目录
浅谈钙钛矿太阳能电池技术与发展
浅谈钙钛矿太阳能电池技术与进展 全华锋BY619102 摘要：基于钙钛矿材料(CH3NH3PbI)制备的太阳能电池的效率由2009年的3.8%增长到了目前的20.2%，因为其较高的光吸收系数，较低的成本以及易于制备等优势引起了广泛的关注。钙钛矿材料不仅可以作为光吸收层，还可以作为电子传输层(ETM)和空穴传输层(HTM)，由此可以制备不同结构的钙钛矿太阳电池：介孔结构、介观超结构、平面结构和有机结构等。除此之外，钙钛矿材料的制备方法的多样性也使其更具吸引力，目前已有一步溶液法、两步连续沉积法、双源共蒸发法和溶液—气相沉积法。本文主要介绍钙钛矿太阳电池的发展历程、工作原理、薄膜的制备方法以及各层的作用，最后对钙钛矿太阳电池面临的问题和发展前景进行介绍。 关键词：钙钛矿材料；太阳电池；光吸收层 1.钙钛矿太阳电池的发展历程 随着人类社会的不断发展与进步，由工业发展带来的能源和环境问题日益明显，化石燃料（石油、煤炭、天然气等）的有限储量及其燃烧带来的全球变暖问题使人们不得不去寻找和开发环保且可再生的新型能源。太阳能来源丰富，取之不尽，用之不竭，而且太阳能绿色环保无污染，是未来有希望获得大规模应用的新能源之一，受到国际社会的广泛关注与研究。将太阳能转换为电能的重要器件之一就是太阳电池。 2009年，日本人Kojim等首先将有机-无机杂化的钙钛矿材料应用到量子点敏化太阳电池中，制备出第一块钙钛矿太阳电池，并实现了 3.8%的效率。但这种钙钛矿材料在液态电介质中很容易溶解，该电池仅仅存在了几分钟级宣告失败，随后，Park等人于2011年将CH3NH3PbI纳米晶粒改为2-3nm，效率达到了6.5%。由于仍然采用液态电解质，仅仅经过10min，电池效率就衰减了80%。为解决钙钛矿的稳定性问题，2012年Kim等人将一种固态空穴传输材料(spiro-OMeTAD)引入到钙钛矿太阳电池中，制备出第一块全固态钙钛矿太阳电池，电池效率达到了9.7%。即使未经封装，电池在经过500小时后，效率衰减很小。空穴传输层(HTM)的使用，初步解决了液态电解质钙钛矿太阳电池不稳定和封装困难的问题。随后Snaith等首次将Cl元素引入到钙钛矿中，并使用Al2O3代替TiO2,证明钙钛
太阳能电池的发展历史
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/df3178668.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
光伏电池的原理及发展现状
光伏电池的原理及发展现状 众所周知，太阳能是一种用之不竭、储量巨大的清洁可再生能源，每天到地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量，太阳能开发与利用逐步成府重点发展的战略。热能和光能利用是太阳能应用的两种重要形式。光伏发电是利用光伏电池的光伏效应将太阳光的光能直接转换为电能的一种可再生、无污染的发电方式，正在全球范围内迅猛发展，其不仅要替代部分化石能源，而且未来将成为世界能源供应的主体，是世界各国可再生能源发展的重点。本文阐述了太阳能光伏电池的原理，综述了国内外光伏发电技术的发展现状及发展趋势。 光伏电池的原理及发展现状1839 年，法国的Edmond Becquerel 发现了光伏效应，即光照能使半导体材料内部的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流。光伏电池是基于半导体P- N 结接受太阳光照产生光伏效应，直接将光能转换成电能的能量转换器。1954 年，美国Bell 实验室的G．Pearson 等发明了单晶硅光伏电池，其原理如图1 所示。 图 1 中，太阳光照射到光伏电池表面，其吸收具有一定能量的光子，在内部产生处于非平衡状态的电子－空穴对;在P- N 结内建电场的作用下，电子、空穴分别被驱向N，P 区，从而在P- N 结附近形成与内建电场方向相反的光生电场;光生电场抵消P- N 结内建电场后的多余部分使P，N 区分别带正、负电，于是产生由N 区指向P 区的光生电动势; 当外接负载后，则有电流从P 区流出，经负载从N 区流入光伏电池。图2 为光伏电池等效电路，其中，Iph为与光伏电池面积、入射光辐照度成正比的光生电流（1 cm2硅光伏电池的Iph值为16 ～30 mA）;ID，Ish分别为P- N 结的正向电流、漏电流;串联电阻RS主要由电池体电阻、电极导体电阻等组成（RS一般＜1 ）;旁漏电阻Rsh 由硅片边缘不清洁或体内缺陷所致（Rsh一般为几k）;RL 为外接负载电阻，IL，UO 分别为光伏电池输出电压、电流;当负载开路（RL= ）时，UO即为开路电压Uoc，其与环境温度成反比、与电池面积无关（在100 mW/cm2的光谱辐照度下，硅光伏电池的Uoc一般为450 ～600 mV。与图2 对应的光伏电池解析模型，
太阳能光伏发电的现状与前景
太阳能光伏发电的现状与前景.txt心脏是一座有两间卧室的房子，一间住着痛苦，一间住着快乐。人不能笑得太响，否则会吵醒隔壁的痛苦。本文由haitaohuahua贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能光伏发电研究现状与发展前景探讨 可再生能源,包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等,是取之不尽、用之不竭、清洁环保、免费使用的能源,也是世界上最终可依赖的初级 [1] 能源。太阳能是一种清洁的可再生能源。太阳能开发利用的巨大潜力推动着太阳能光伏发电技术不断向前发展。 1893 年,法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应” , 即“光伏效应”。1930 年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池”,使太阳能变成电能。1954 年,恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶太阳能电池。同年,韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了第 1 块薄膜太阳能电池。随着世界经济的不断发展,全球能源短缺、环境污染等问题日益严重,可再生能源的应用受到了各国的普遍关注。太阳能光伏发电作为可再生能源利用的重要组成部分,得到了众多国家政府的大力扶持。20 世纪 70 年代以来,美国、德国、日本等国政府陆续出台相关政策,加大太阳能光伏发电产业的发展力度,使得世界光伏发电产业高速发展。 1997—2007 年,太阳能电池的产量由 125.8MW(该功率为峰值功率,下同)增加到 4 000. 05MW,年平均增长率高达 41.3%。根据欧盟联合研究中心的预测,到 2030 年太阳能光伏发电在世界总电力供应中将达到 10%以上, 到 2040 年这一比例将达到 20%以上,在不远的未来将成为世界能源供应的主体。 [2] 1 太阳能光伏产业的发展现状 在技术进步和相关鼓励政策的双重推动下,太阳能光伏产业自 20 世纪 90 年代后期进入了快速发展时期。截止 2007 年底,世界累计生产了 12. 64GW 太阳能 [3] 电池,由此推断,光伏发电的实际总装机应该接近 12GW 。欧洲光伏市场是世界最大的光伏市场,而且在持续增长。其中,德国光伏市场份额全球最大, 2006 年占 51. 0%, 2007 年占 46. 99%。亚洲光伏市场近几年有所萎缩(主要由于亚洲拥有最大光伏市场的日本结束了光伏补贴政策,导致市场发展滞后),我国光伏市场份额更小。2006 年、2007 年亚洲太阳能电池产量约占世界电池产量的 65%。由此可见,亚洲是太阳能电池的主要生产和输出地区。亚洲的太阳电池生产主要集中在中国大陆、中国台湾和日本。2007 年中国大陆太阳能电池产量达到 1 088MW,占全世界太阳能电池产量的 27. 2%。从产量看,我国已经成为太阳能电池的第一生产国。 2 太阳能光伏发电的原理 光伏发电的基本原理如图 l 所示。半导体材料组成的 PN 结两侧因多数载流子(N 区中的电子和 P 区中的空穴)向对方的扩散而形成宽度很窄的空间电荷区 w, 建立自建电场 Ei。它对两边多数载流子是势垒,阻挡其继续向对方扩散,但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和 P 区中的电子)却有牵引作用,能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时,少数载流子极少,难以构成电流和输出电能。但是, 当太阳光照射到 PN 结时,如图 l(a)、(b)所示,以光子的形式与组成 PN 结的原子价电子碰撞,产生大量处于非平衡状态的电子-空穴对,其中的光生非平衡少数载流子在内建电场Ei 的作用下,将 P 区中的非平衡电子驱向 N 区,N 区中的非平衡空穴驱向 P 区,从而使得N 区有过剩的电子,P 区有过剩的空穴。这样在 PN 结附近就形成与内建电场方向相反的光生电场 Eph。光生电场除一部分抵消内建电场外,还使 P 型层带正电,N 型层带负电,在 N 区和 P 区之间的薄层产生光生电动势。当接通外部电路时,就会产生电流,输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起构成光伏阵列,就会在太阳能作用下输出足够 [4] 大的电能。 3 太阳能光伏发电的几个关键问题
太阳能的应用现状及发展前景
太阳能的应用现状及发展前景 .txt13 母爱是迷惘时苦口婆心的规劝；母爱是远行时一声殷切 的叮咛；母爱是孤苦无助时慈祥的微笑。本文由 wq3826368 贡献 pdf 文档可能在 WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 科技信息 基础理论研讨 太阳能的应用现状及发展前景 中北大学化工与环境学院环境工程系吴红山 [ 摘要 ] 太阳能的利用技术已是当今世界各国探索新能源、利用新能源 , 进行节能、 环保的重要研究项目之一。本文介绍了太阳能资源的特点, 国内外研究现状。论述了太阳 能利用存在的问题, 并提出了解决方案。最后预测了太阳能的应用前景。 [ 关键词 ] 太 阳能应用现状问题前景 1.太阳能资源的特点太阳能不同于石油、煤炭等燃料 , 不会导致“温室效应”也 , 不会造成环境污染, 而且, 每年到达地球表面的太阳辐射能约相当于 130 万亿吨标准 煤 , 其总量属现今世界上可以开发利用的最大能源 , 所以 , 太阳能是一种非常清洁的 能源, 它 的应用已经受到世界各国的重 视。太阳能是指在太阳内部进行的由 “氢” 聚变成 “氦” 的原子核反应 , 不停地释放出巨大的并不断的向 宇宙空间辐射的能量。地球所接收到的太 阳能只占太阳表面所发出的全部能量的二十亿分之一左 右 , 而这些能量相当于全球所 需能 量的 34 万倍。～虽然 , 到达地球表面的太阳辐射能的总量 很大, 但是能流 密度很低。 平均来说 , 北回归线附 近 , 夏季天气较为晴朗 时 , 正午时太阳辐射幅照度最大 , 在垂直 于 太阳光方 向1m 2 面积上接受到的太阳能平均有1000 左 右 , 若按全年日夜平均计算, 只 有 W 200 左右。冬季大致只有一 半, 阴天一般只有1 5 左右。因此 , W 在利用太阳能 时, 想 要得到一定的转化功率 , 需要面积相当大的一套收集和转换设 备, 造价较高。并且 , 由于 受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限 制,以及晴、 雨、阴、云等 因 素的影响, 到达某一地面的太阳辐射照度既是间断的又是极不 稳 定的。而 且 , 目前太阳能 利用的发展水平 , 有些方面理论上与 技术上都是可行的 , 但有一部分太阳能利用装 置, 因 为效率太低 , 成本过高 , 其经济性还不能与常规能源相竞 争。这给太阳能的大规模应用增 加了难度。 2 、太阳能利用的国内外现状在太阳能热利用方 面, 太阳热水器技术日趋成 熟, 应用领域已从生活热水扩大到泵水、采暖、制冷空调、海水淡 化、工业加热、热发电 等。清华大学潍坊太阳能基地为山东省潍坊地区高 密市电业局办公楼设计的主动太阳能系 统, 该办公楼建筑面积 400m 2 , 采用楼顶横排式热管集热 器, 加设一台电锅炉作为辅助热 源, 室内完全可以达到满意的舒适 度 [1 ] 。利用太阳能提供采暖和生活热水的技术已经 相 当成熟。美国、德 国、日本等国都相继建立起了不同规模的太阳能空调示范系统。国 内专家、学者研制出新一代环 保、节能高科技产品车用温控宝 (TOYA),TOYA 以太 阳能为能 源 , 采用国际上先进的单晶硅太阳能芯 片 , 根据天气变化灵活的调节车内温 度。 法国一家船舶公司的科学家研制出了太阳能冰 箱, 这种太阳能自动制冰机仅靠一个太阳能 接收器 , 在接收器里装活性炭 , 向这些活性炭“灌进”甲醇。夜晚因气温下活