求太陽能光伏（本文包括發(fā)電原理，太陽能電池發(fā)電歷史）？

【專家解說】：【什么是太陽能光伏】　　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲能裝置，主要用于無電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)和人口分散地區(qū)，整個系統(tǒng)造價(jià)很高；在有公共電網(wǎng)的地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接并網(wǎng)運(yùn)行，省去蓄電池，不僅可以大幅度降低造價(jià)，而且具有更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性能。 []【太陽能電池發(fā)電原理】　　太陽電池是一對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)。
　　當(dāng)光線照射太陽電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。
　　2、晶體硅太陽電池的制作過程：
　　“硅”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維，20世紀(jì)末．我們的生活中處處可見“硅”的身影和作用，晶體硅太陽電池是近15年來形成產(chǎn)業(yè)化最快。生產(chǎn)過程大致可分為五個步驟：a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。
　　3、太陽電池的應(yīng)用：
　　上世紀(jì)60年代，科學(xué)家們就已經(jīng)將太陽電池應(yīng)用于空間技術(shù)——通信衛(wèi)星供電，上世紀(jì)末，在人類不斷自我反省的過程中，對于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不僅在空間應(yīng)用，在眾多領(lǐng)域中也大顯身手。如：太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨(dú)立系統(tǒng)、光伏水泵（飲水或灌溉）、通信電源、石油輸油管道陰極保護(hù)、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標(biāo)、高速公路路標(biāo)等。在世紀(jì)之交前后期間，歐美等先進(jìn)國家光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠(yuǎn)地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統(tǒng)的結(jié)合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢。
　　4、太陽電池基本性質(zhì)：
　　a 、光電轉(zhuǎn)換效率 η% 評估太陽電池好壞的重要因素。
　　目前：實(shí)驗(yàn)室 η ≈ 24%，產(chǎn)業(yè)化：η ≈ 15%。
　　b、單體電池電壓 V：0.4V——0.6V由材料物理特性決定。
　　c、填充因子FF%：評估太陽電池負(fù)載能力的重要因素。 FF=(Im×Vm)/(Isc×Voc)
　　其中：Isc—短路電流，Voc—開路電壓，Im—最佳工作電流，Vm—最佳工作電壓；
　　d、標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)與環(huán)境溫度 地面：AM1.5光強(qiáng)，1000W/m2 ，t = 25℃；
　　e、溫度對電池性質(zhì)的影響，例如：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,AM1.5光強(qiáng)，t=25℃某電池板輸出功率測得為100Wp,如果電池溫度升高至45℃時，則電池板輸出功率就不到100Wp
　　【太陽能電池發(fā)電歷史】
　　自從1954年第一塊實(shí)用光伏電池問世以來，太陽光伏發(fā)電取得了長足的進(jìn)步。但比計(jì)算機(jī)和光纖通訊的發(fā)展要慢得多。其原因可能是人們對信息的追求特別強(qiáng)烈，而常規(guī)能源還能滿足人類對能源的需求。1973年的石油危機(jī)和90年代的環(huán)境污染問題大大促進(jìn)了太陽光伏發(fā)電的發(fā)展。其發(fā)展過程簡列如下：
　　1893年 法國科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”，即“光伏效應(yīng)”。
　　1876年 亞當(dāng)斯等在金屬和硒片上發(fā)現(xiàn)固態(tài)光伏效應(yīng)。
　　1883年 制成第一個“硒光電池”，用作敏感器件。
　　1930年 肖特基提出Cu2O勢壘的“光伏效應(yīng)”理論。同年，朗格首次提 出用“光伏效應(yīng)”制造“太陽電池”，使太陽能變成電能。
　　1931年 布魯諾將銅化合物和硒銀電極浸入電解液，在陽光下啟動了一個電動機(jī)。
　　1932年 奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽電池。
　　1941年 奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)。
　　1954年 恰賓和皮爾松在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室，首次制成了實(shí)用的單晶太陽電池，效率為6%。同年，韋克爾首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵有光伏效應(yīng)，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制成了第一塊薄膜太陽電池。
　　1955年 吉尼和羅非斯基進(jìn)行材料的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化設(shè)計(jì)。同年，第一個光電航標(biāo)燈問世。美國RCA研究砷化鎵太陽電池。
　　1957年 硅太陽電池效率達(dá)8%。
　　1958年 太陽電池首次在空間應(yīng)用，裝備美國先鋒1號衛(wèi)星電源。
　　1959年 第一個多晶硅太陽電池問世，效率達(dá)5%。
　　1960年 硅太陽電池首次實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。
　　1962年 砷化鎵太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)13%。
　　1969年 薄膜硫化鎘太陽電池效率達(dá)8%。
　　1972年 羅非斯基研制出紫光電池，效率達(dá)16%。
　　1972年 美國宇航公司背場電池問世。
　　1973年 砷化鎵太陽電池效率達(dá)15%。
　　1974年 COMSAT研究所提出無反射絨面電池，硅太陽電池效率達(dá)18%。
　　1975年 非晶硅太陽電池問世。同年，帶硅電池效率達(dá)6%~%。
　　1976年 多晶硅太陽電池效率達(dá)10%。
　　1978年 美國建成100kWp太陽地面光伏電站。
　　1980年 單晶硅太陽電池效率達(dá)20%，砷化鎵電池達(dá)22.5%，多晶硅電池達(dá)14.5%，硫化鎘電池達(dá)9.15%。
　　1983年 美國建成1MWp光伏電站；冶金硅（外延）電池效率達(dá)11.8%。
　　1986年 美國建成6.5MWp光伏電站。
　　1990年 德國提出“2000個光伏屋頂計(jì)劃”，每個家庭的屋頂裝3~5kWp光伏電池。
　　1995年 高效聚光砷化鎵太陽電池效率達(dá)32%。
　　1997年 美國提出“克林頓總統(tǒng)百萬太陽能屋頂計(jì)劃”，在2010年以前為100萬戶，每戶安裝3~5kWp。光伏電池。有太陽時光伏屋頂向電網(wǎng)供電，電表反轉(zhuǎn)；無太陽時電網(wǎng)向家庭供電，電表正轉(zhuǎn)。家庭只需交“凈電費(fèi)”。
　　1997年 日本“新陽光計(jì)劃”提出到2010年生產(chǎn)43億Wp光伏電池。
　　1997年 歐洲聯(lián)盟計(jì)劃到2010年生產(chǎn)37億Wp光伏電池。
　　1998年 單晶硅光伏電池效率達(dá)25%。荷蘭政府提出“荷蘭百萬個太陽光伏屋頂計(jì)劃”，到2020年完成。