求太陽(yáng)能百科？？

【專家解說(shuō)】：

太陽(yáng)能（Solar），一般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽(yáng)光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽(yáng)能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)能等等。

現(xiàn)在，太陽(yáng)能的利用還不是很普及，利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，但是太陽(yáng)能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。

【原理】

　　太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1369w/㎡。地球赤道的周長(zhǎng)為40000km，從而可計(jì)算出，地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2，地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡，相當(dāng)于有102000TW 的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地?zé)崮苜Y源除外），雖然太陽(yáng)能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類所利用的能源的一萬(wàn)多倍，但太陽(yáng)能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。 　　盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能，所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大，狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。 　　太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

【太陽(yáng)能電池發(fā)電原理】

　　太陽(yáng)電池是一對(duì)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：?jiǎn)尉Ч?，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(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)?！　‘?dāng)光線照射太陽(yáng)電池表面時(shí)，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)生了躍遷，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(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。

【晶體硅太陽(yáng)電池的制作過(guò)程】

　　“硅”是我們這個(gè)星球上儲(chǔ)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(yáng)電池是近15年來(lái)形成產(chǎn)業(yè)化最快。生產(chǎn)過(guò)程大致可分為五個(gè)步驟：a、提純過(guò)程 b、拉棒過(guò)程 c、切片過(guò)程 d、制電池過(guò)程 e、封裝過(guò)程?！　　痉诸悺俊　√?yáng)能光伏 　　光伏板組件是一種暴露在陽(yáng)光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒(méi)有活動(dòng)的部分，故可以長(zhǎng)時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗。簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表及計(jì)算機(jī)提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明，并為電網(wǎng)供電。 光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電力。近年，天臺(tái)及建筑物表面均會(huì)使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。 　　太陽(yáng)熱能 　　現(xiàn)代的太陽(yáng)熱能科技將陽(yáng)光聚合，并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運(yùn)用適當(dāng)?shù)目萍紒?lái)收集太陽(yáng)能外，建筑物亦可利用太陽(yáng)的光和熱能，方法是在設(shè)計(jì)時(shí)加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽(yáng)熱力的建筑材料。

【利用太陽(yáng)能的歷史】

　　據(jù)記載，人類利用太陽(yáng)能已有3000多年的歷史。將太陽(yáng)能作為一種能源和動(dòng)力加以利用，只有300多年的歷史。真正將太陽(yáng)能作為“近期急需的補(bǔ)充能源”，“未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”，則是近來(lái)的事。20世紀(jì)70年代以來(lái)，太陽(yáng)能科技突飛猛進(jìn)，太陽(yáng)能利用日新月異。近代太陽(yáng)能利用歷史可以從1615年法國(guó)工程師所羅門·德·考克斯在世界上發(fā)明第一臺(tái)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)算起。該發(fā)明是一臺(tái)利用太陽(yáng)能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機(jī)器。在1615年～1900年之間，世界上又研制成多臺(tái)太陽(yáng)能動(dòng)力裝置和一些其它太陽(yáng)能裝置。這些動(dòng)力裝置幾乎全部采用聚光方式采集陽(yáng)光，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不大，工質(zhì)主要是水蒸汽，價(jià)格昂貴，實(shí)用價(jià)值不大，大部分為太陽(yáng)能愛(ài)好者個(gè)人研究制造。20世紀(jì)的100年間，太陽(yáng)能科技發(fā)展歷史大體可分為七個(gè)階段。 　　第一階段(1900~1920年)　　在這一階段，世界上太陽(yáng)能研究的重點(diǎn)仍是太陽(yáng)能動(dòng)力裝置，但采用的聚光方式多樣化，且開始采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì)，裝置逐漸擴(kuò)大，最大輸出功率達(dá)73.64kW，實(shí)用目的比較明確，造價(jià)仍然很高。建造的典型裝置有：1901年，在美國(guó)加州建成一臺(tái)太陽(yáng)能抽水裝置，采用截頭圓錐聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美國(guó)建造了五套雙循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)，采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì)；1913年，在**以南建成一臺(tái)由5個(gè)拋物槽鏡組成的太陽(yáng)能水泵，每個(gè)長(zhǎng)62.5m，寬4m，總采光面積達(dá)1250m2。 　　第二階段（1920~1945年）　　在這20多年中，太陽(yáng)能研究工作處于低潮，參加研究工作的人數(shù)和研究項(xiàng)目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發(fā)利用和發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)（1935~1945年）有關(guān)，而太陽(yáng)能又不能解決當(dāng)時(shí)對(duì)能源的急需，因此使太陽(yáng)能研究工作逐漸受到冷落。 　　第三階段（1945~1965年）　　在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的20年中，一些有遠(yuǎn)見的人士已經(jīng)注意到石油和天然氣資源正在迅速減少， 呼吁人們重視這一問(wèn)題，從而逐漸推動(dòng)了太陽(yáng)能研究工作的恢復(fù)和開展，并且成立太陽(yáng)能學(xué)術(shù)組織，舉辦學(xué)術(shù)交流和展覽會(huì)，再次興起太陽(yáng)能研究熱潮。 在這一階段，太陽(yáng)能研究工作取得一些重大進(jìn)展，比較突出的有：1945年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成實(shí)用型硅太陽(yáng)電池，為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；1955年，以色列泰伯等在第一次國(guó)際太陽(yáng)熱科學(xué)會(huì)議上提出選擇性涂層的基礎(chǔ)理論，并研制成實(shí)用的黑鎳等選擇性涂層，為高效集熱器的發(fā)展創(chuàng)造了條件。此外，在這一階段里還有其它一些重要成果，比較突出的有： 1952年，法國(guó)國(guó)家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽(yáng)爐。1960年，在美國(guó)佛羅里達(dá)建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調(diào)系統(tǒng)，制冷能力為5冷噸。1961年，一臺(tái)帶有石英窗的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世。在這一階段里，加強(qiáng)了太陽(yáng)能基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)材料的研究，取得了如太陽(yáng)選擇性涂層和硅太陽(yáng)電池等技術(shù)上的重大突破。平板集熱器有了很大的發(fā)展，技術(shù)上逐漸成熟。太陽(yáng)能吸收式空調(diào)的研究取得進(jìn)展，建成一批實(shí)驗(yàn)性太陽(yáng)房。對(duì)難度較大的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了初步研究。 　　第四階段(1965~1973年）　　這一階段，太陽(yáng)能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽(yáng)能利用技術(shù)處于成長(zhǎng)階段，尚不成熟，并且投資大，效果不理想，難以與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)，因而得不到公眾、企業(yè)和政府的重視和支持?！　〉谖咫A段（1973~1980年）　　自從石油在世界能源結(jié)構(gòu)中擔(dān)當(dāng)主角之后，石油就成了左右經(jīng)濟(jì)和決定一個(gè)國(guó)家生死存亡、發(fā)展和衰退的關(guān)鍵因素，1973年10月爆發(fā)中東戰(zhàn)爭(zhēng)，石油輸出國(guó)組織采取石油減產(chǎn)、提價(jià)等辦法，支持中東人民的斗爭(zhēng)，維護(hù)本國(guó)的利益。其結(jié)果是使那些依靠從中東地區(qū)大量進(jìn)口廉價(jià)石油的國(guó)家，在經(jīng)濟(jì)上遭到沉重打擊。 于是，西方一些人驚呼：世界發(fā)生了“能源危機(jī)”（有的稱“石油危機(jī)”）。這次“危機(jī)”在客觀上使人們認(rèn)識(shí)到：現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)必須徹底改變，應(yīng)加速向未來(lái)能源結(jié)構(gòu)過(guò)渡。從而使許多國(guó)家，尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，重新加強(qiáng)了對(duì)太陽(yáng)能及其它可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持，在世界上再次興起了開發(fā)利用太陽(yáng)能熱潮。1973年，美國(guó)制定了政府級(jí)陽(yáng)光發(fā)電計(jì)劃，太陽(yáng)能研究經(jīng)費(fèi)大幅度增長(zhǎng)，并且成立太陽(yáng)能開發(fā)銀行，促進(jìn)太陽(yáng)能產(chǎn)品的商業(yè)化。日本在1974年公布了政府制定的“陽(yáng)光計(jì)劃”，其中太陽(yáng)能的研究開發(fā)項(xiàng)目有：太陽(yáng)房 、工業(yè)太陽(yáng)能系統(tǒng)、太陽(yáng)熱發(fā)電、太陽(yáng)電池生產(chǎn)系統(tǒng)、分散型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)等。為實(shí)施這一計(jì)劃，日本政府投入了大量人力、物力和財(cái)力。70年代初世界上出現(xiàn)的開發(fā)利用太陽(yáng)能熱潮，對(duì)我國(guó)也產(chǎn)生了巨大影響。一些有遠(yuǎn)見的科技人員，紛紛投身太陽(yáng)能事業(yè)，積極向政府有關(guān)部門提建議，出書辦刊，介紹國(guó)際上太陽(yáng)能利用動(dòng)態(tài)；在農(nóng)村推廣應(yīng)用太陽(yáng)灶 ，在城市研制開發(fā)太陽(yáng)能熱水器，空間用的太陽(yáng)電池開始在地面應(yīng)用……。 1975年，在河南安陽(yáng)召開“全國(guó)第一次太陽(yáng)能利用工作經(jīng)驗(yàn)交流大會(huì)”，進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)的發(fā)展。這次會(huì)議之后，太陽(yáng)能研究和推廣工作納入了我國(guó)政府計(jì)劃，獲得了專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)和物資支持。一些大學(xué)和科研院所，紛紛設(shè)立太陽(yáng)能課題組和研究室，有的地方開始籌建太陽(yáng)能研究所。當(dāng)時(shí)，我國(guó)也興起了開發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮。 這一時(shí)期，太陽(yáng)能開發(fā)利用工作處于前所未有的大發(fā)展時(shí)期，具有以下特點(diǎn)：　　各國(guó)加強(qiáng)了太陽(yáng)能研究工作的計(jì)劃性，不少國(guó)家制定了近期和遠(yuǎn)期陽(yáng)光計(jì)劃。開發(fā)利用太陽(yáng)能成為政府行為，支持力度大大加強(qiáng)。國(guó)際間的合作十分活躍，一些第三世界國(guó)家開始積極參與太陽(yáng)能開發(fā)利用工作。 　　研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽(yáng)電池、 光解水制氫、太陽(yáng)能熱發(fā)電等。 　　各國(guó)制定的太陽(yáng)能發(fā)展計(jì)劃，普遍存在要求過(guò)高、過(guò)急問(wèn)題，對(duì)實(shí)施過(guò)程中的困難估計(jì)不足，希望在較短的時(shí)間內(nèi)取代礦物能源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用太陽(yáng)能。例如，美國(guó)曾計(jì)劃在1985年建造一座小型太陽(yáng)能示范衛(wèi)星電站，1995年建成一座500萬(wàn)kW空間太陽(yáng)能電站。事實(shí)上，這一計(jì)劃后來(lái)進(jìn)行了調(diào)整，至今空間太陽(yáng)能電站還未升空。 　　太陽(yáng)熱水器、太陽(yáng)電池等產(chǎn)品開始實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)初步建立，但規(guī)模較小，經(jīng)濟(jì)效益尚不理想。 　　第六階段（1980~1992年）　　70年代興起的開發(fā)利用太陽(yáng)能熱潮，進(jìn)入80年代后不久開始落潮，逐漸進(jìn)入低谷。世界上許多國(guó)家相繼大幅度削減太陽(yáng)能研究經(jīng)費(fèi)，其中美國(guó)最為突出。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是：世界石油價(jià)格大幅度回落，而太陽(yáng)能產(chǎn)品價(jià)格居高不下，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力；太陽(yáng)能技術(shù)沒(méi)有重大突破，提高效率和降低成本的目標(biāo)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，以致動(dòng)搖了一些人開發(fā)利用太陽(yáng)能的信心；核電發(fā)展較快，對(duì)太陽(yáng)能的發(fā)展起到了一定的抑制作用。 受80年代國(guó)際上太陽(yáng)能低落的影響，我國(guó)太陽(yáng)能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太陽(yáng)能利用投資大、效果差、貯能難、占地廣，認(rèn)為太陽(yáng)能是未來(lái)能源，主張外國(guó)研究成功后我國(guó)引進(jìn)技術(shù)。雖然，持這種觀點(diǎn)的人是少數(shù)，但十分有害，對(duì)我國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)的發(fā)展造成不良影響。這一階段，雖然太陽(yáng)能開發(fā)研究經(jīng)費(fèi)大幅度削減，但研究工作并未中斷，有的項(xiàng)目還進(jìn)展較大，而且促使 人們認(rèn)真地去審視以往的計(jì)劃和制定的目標(biāo)，調(diào)整研究工作重點(diǎn)，爭(zhēng)取以較少的投入取得較大的成果。 　　第七階段（1992年~至今）　　由于大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅。在這樣背景下，1992年聯(lián)合國(guó)在巴西召開“世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，會(huì)議通過(guò)了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》， 《21世紀(jì)議程》和《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》等一系列重要文件，把環(huán)境與發(fā)展納入統(tǒng)一的框架，確立了 可持續(xù)發(fā)展的模式。這次會(huì)議之后，世界各國(guó)加強(qiáng)了清潔能源技術(shù)的開發(fā)，將利用太陽(yáng)能與環(huán)境保護(hù)結(jié)合在 一起，使太陽(yáng)能利用工作走出低谷，逐漸得到加強(qiáng)。世界環(huán)發(fā)大會(huì)之后，我國(guó)政府對(duì)環(huán)境與發(fā)展十分重視，提出10條對(duì)策和措施，明確要“因地制宜地開發(fā)和推廣太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物質(zhì)能等清潔能源”，制定了《中國(guó)21世紀(jì)議程》，進(jìn)一步明確 了太陽(yáng)能重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。1995年國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制定了《新能源和可再生能源發(fā)展綱要》 （1996 ~ 2010年），明確提出我國(guó)在1996-2010年新能源和可再生能源的發(fā)展目標(biāo)、任務(wù)以及相應(yīng)的對(duì)策和措施 。這些文件的制定和實(shí)施，對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)發(fā)揮了重要作用。 1996年，聯(lián)合國(guó)在津巴布韋召開“世界太陽(yáng)能高峰會(huì)議”，會(huì)后發(fā)表了《哈拉雷太陽(yáng)能與持續(xù)發(fā)展宣言 》，會(huì)上討論了《世界太陽(yáng)能10年行動(dòng)計(jì)劃》（1996 ~ 2005年），《國(guó)際太陽(yáng)能公約》，《世界太陽(yáng)能戰(zhàn)略規(guī)劃》等重要文件。這次會(huì)議進(jìn)一步表明了聯(lián)合國(guó)和世界各國(guó)對(duì)開發(fā)太陽(yáng)能的堅(jiān)定決心，要求全球共同行動(dòng) ，廣泛利用太陽(yáng)能。1992年以后，世界太陽(yáng)能利用又進(jìn)入一個(gè)發(fā)展期，其特點(diǎn)是：太陽(yáng)能利用與世界可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)緊密結(jié)合，全球共同行動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)世界太陽(yáng)能發(fā)展戰(zhàn)略而努力；太陽(yáng)能發(fā)展目標(biāo)明確，重點(diǎn)突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽熱、過(guò)熱過(guò)急的弊端，保證太陽(yáng)能事業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展；在加大太陽(yáng)能研究開發(fā)力度的同時(shí)，注意科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，發(fā)展太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，加速商業(yè)化進(jìn)程，擴(kuò)大太陽(yáng)能利用領(lǐng)域和規(guī)模，經(jīng)濟(jì)效益逐漸提高；國(guó)際太陽(yáng)能領(lǐng)域的合作空前活躍，規(guī)模擴(kuò)大，效果明顯。通過(guò)以上回顧可知，在本世紀(jì)100年間太陽(yáng)能發(fā)展道路并不平坦，一般每次高潮期后都會(huì)出現(xiàn)低潮期，處于低潮的時(shí)間大約有45年。太陽(yáng)能利用的發(fā)展歷程與煤、石油、核能完全不同，人們對(duì)其認(rèn)識(shí)差別大，反復(fù)多，發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)。這一方面說(shuō)明太陽(yáng)能開發(fā)難度大，短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用；另一方面也說(shuō)明太陽(yáng)能利用還受礦物能源供應(yīng)，政治和戰(zhàn)爭(zhēng)等因素的影響，發(fā)展道路比較曲折。盡管如此，從總體來(lái)看，20世紀(jì)取得的太陽(yáng)能科技進(jìn)步仍比以往任何一個(gè)世紀(jì)都大。

【利弊】

　　優(yōu)點(diǎn)：?　　(1)普遍：太陽(yáng)光普照大地，沒(méi)有地域的限制無(wú)論陸地或海洋，無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，且勿須開采和運(yùn)輸。?　　(2)無(wú)害：開發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔的能源之一，在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。?　　(3)巨大：每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。?　　(4)長(zhǎng)久：根據(jù)目前太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是用之不竭的。?　　缺點(diǎn)：?　　(1)分散性：到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說(shuō)來(lái)，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時(shí)太陽(yáng)輻射的輻照度最大，在垂直于太陽(yáng)光方向1平方米面積上接收到的太陽(yáng)能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1／5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽(yáng)能時(shí)，想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率，往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，造價(jià)較高。?　　(2)不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽(yáng)能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源，就必須很好地解決蓄能問(wèn)題，即把晴朗白天的太陽(yáng)輻射能盡量貯存起來(lái)，以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽(yáng)能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。?　　(3)效率低和成本高：目前太陽(yáng)能利用的發(fā)展水平，有些方面在理論上是可行的，技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽(yáng)能利用裝置，因?yàn)樾势?，成本較高，總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，太陽(yáng)能利用的進(jìn)一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。?　　太陽(yáng)能利用中的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題：?　　第一，世界上越來(lái)越多的國(guó)家認(rèn)識(shí)到一個(gè)能夠持續(xù)發(fā)展的社會(huì)應(yīng)該是一個(gè)既能滿足社會(huì)需要，而又不危及后代人前途的社會(huì)。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設(shè)應(yīng)該遵循的原則。隨著能源形式的變化，常規(guī)能源的貯量日益下降，其價(jià)格必然上漲，而控制環(huán)境污染也必須增大投資。　　第二，我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，煤炭約占商品能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的76％，已成為我國(guó)大氣污染的主要來(lái)源。大力開發(fā)新能源和可再生能源的利用技術(shù)將成為減少環(huán)境污染的重要措施。能源問(wèn)題是世界性的，向新能源過(guò)渡的時(shí)期遲早要到來(lái)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，太陽(yáng)能利用技術(shù)和裝置的大量應(yīng)用，也必然可以制約礦物能源價(jià)格的上漲。

【我國(guó)太陽(yáng)能資源】

　　在我國(guó)，西藏西部太陽(yáng)能資源最豐富，最高達(dá)2333 KWh/㎡ （日輻射量6.4KWh/㎡ ），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。 　　根據(jù)各地接受太陽(yáng)總輻射量的多少，可將全國(guó)劃分為五類地區(qū)。 　　一類地區(qū)　　為我國(guó)太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量6680～8400 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量5.1～6.4KWh/㎡。這些地區(qū)包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達(dá)2333 KWh/㎡（日輻射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。 　　二類地區(qū)　　為我國(guó)太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量為5850-6680 MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量4.5～5.1KWh/㎡。這些地區(qū)包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。 　　三類地區(qū)　　為我國(guó)太陽(yáng)能資源中等類型地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量為5000-5850 MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量3.8～4.5KWh/㎡。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、臺(tái)灣西南部等地。 　　四類地區(qū)　　是我國(guó)太陽(yáng)能資源較差地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量4200～5000 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量3.2～3.8KWh/㎡。這些地區(qū)包括湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇北部、安徽南部以及黑龍江、臺(tái)灣東北部等地。 　　五類地區(qū)　　主要包括四川、貴州兩省，是我國(guó)太陽(yáng)能資源最少的地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量3350～4200 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量只有2.5～3.2KWh/㎡。 　　太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)可以從縣級(jí)氣象臺(tái)站取得，也可以從國(guó)家氣象局取得。從氣象局取得的數(shù)據(jù)是水平面的輻射數(shù)據(jù)，包括：水平面總輻射，水平面直接輻射和水平面散射輻射。 　　從全國(guó)來(lái)看，我國(guó)是太陽(yáng)能資源相當(dāng)豐富的國(guó)家，絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高達(dá)7 kWh/㎡。

【太陽(yáng)能熱利用】

　　就目前來(lái)說(shuō)，人類直接利用太陽(yáng)能還處于初級(jí)階段，主要有太陽(yáng)能集熱、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能暖房、太陽(yáng)能發(fā)電等方式?！　√?yáng)能集熱器 　　太陽(yáng)能熱水器裝置通常包括太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要熱交換器和膨脹槽以及發(fā)電裝置以備電廠不能供電之需 。太陽(yáng)能集熱器(solar collector)在太陽(yáng)能熱系統(tǒng)中，接受太陽(yáng)輻射并向傳熱工質(zhì)傳遞熱量的裝置。按傳熱工質(zhì)可分為液體集熱器和空氣集熱器。按采光方式可分為聚光型集熱器和吸熱型集熱器兩種。另外還有一種真空集熱器:一個(gè)好的太陽(yáng)能集熱器應(yīng)該能用20～30年。自從大約1980年以來(lái)所制作的集熱器更應(yīng)維持40～50年且很少進(jìn)行維修。 　　太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) 　　早期最廣泛的太陽(yáng)能應(yīng)用即用于將水加熱，現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬(wàn)太陽(yáng)能熱水裝置。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要元件包括收集器、儲(chǔ)存裝置及循環(huán)管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應(yīng)無(wú)日照時(shí)使用，另外尚可能有強(qiáng)制循環(huán)用的水，以控制水位或控制電動(dòng)部份或溫度的裝置以及接到負(fù)載的管路等。依循環(huán)方式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可分兩種：　　1、自然循環(huán)式: 　　此種型式的儲(chǔ)存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太陽(yáng)輻射的加熱，溫度上升，造成收集器及儲(chǔ)水箱中水溫不同而產(chǎn)生密度差，因此引起浮力，此一熱虹吸現(xiàn)像，促使水在除水箱及收集器中自然流動(dòng)。由與密度差的關(guān)系，水流量于收集器的太陽(yáng)能吸收量成正比。此種型式因不需循環(huán)水，維護(hù)甚為簡(jiǎn)單，故已被廣泛采用。 　　2、強(qiáng)制循環(huán)式:　　熱水系統(tǒng)用水使水在收集器與儲(chǔ)水箱之間循環(huán)。當(dāng)收集器頂端水溫高于儲(chǔ)水箱底部水溫若干度時(shí)，控制裝置將啟動(dòng)水使水流動(dòng)。水入口處設(shè)有止回閥以防止夜間水由收集器逆流，引起熱損失。由此種型式的熱水系統(tǒng)的流量可得知（因來(lái)自水的流量可知），容易預(yù)測(cè)性能，亦可推算于若干時(shí)間內(nèi)的加熱水量。如在同樣設(shè)計(jì)條件下，其較自然循環(huán)方式具有可以獲得較高水溫的長(zhǎng)處，但因其必須利用水，故有水電力、維護(hù)（如漏水等）以及控制裝置時(shí)動(dòng)時(shí)停，容易損壞水等問(wèn)題存在。因此，除大型熱水系統(tǒng)或需要較高水溫的情形，才選擇強(qiáng)制循環(huán)式，一般大多用自然循環(huán)式熱水器。 　　暖房　　利用太陽(yáng)能作房間冬天暖房之用，在許多寒冷地區(qū)已使用多年。因寒帶地區(qū)冬季氣溫甚低，室內(nèi)必須有暖氣設(shè)備，若欲節(jié)省大量化石能源的消耗，設(shè)法應(yīng)用太陽(yáng)輻射熱。大多數(shù)太陽(yáng)能暖房使用熱水系統(tǒng)，亦有使用熱空氣系統(tǒng)。太陽(yáng)能暖房系統(tǒng)是由太陽(yáng)能收集器、熱儲(chǔ)存裝置、輔助能源系統(tǒng)，及室內(nèi)暖房風(fēng)扇系統(tǒng)所組成，其過(guò)程乃太陽(yáng)輻射熱傳導(dǎo)，經(jīng)收集器內(nèi)的工作流體將熱能儲(chǔ)存，再供熱至房間。至輔助熱源則可裝置在儲(chǔ)熱裝置內(nèi)、直接裝設(shè)在房間內(nèi)或裝設(shè)于儲(chǔ)存裝置及房間之間等不同設(shè)計(jì)。當(dāng)然亦可不用儲(chǔ)熱雙置而直接將熱能用到暖房的直接式暖房設(shè)計(jì)，或者將太陽(yáng)能直接用于熱電或光電方式發(fā)電，再加熱房間，或透過(guò)冷暖房的熱裝置方式供作暖房使用。最常用的暖房系統(tǒng)為太陽(yáng)能熱水裝置，其將熱水通至儲(chǔ)熱裝置之中（固體、液體或相變化的儲(chǔ)熱系統(tǒng)），然后利用風(fēng)扇將室內(nèi)或室外空氣驅(qū)動(dòng)至此儲(chǔ)熱裝置中吸熱，再把此熱空氣傳送至室內(nèi)；或利用另一種液體流至儲(chǔ)熱裝置中吸熱，當(dāng)熱流體流至室內(nèi)，在利用風(fēng)扇吹送被加熱空氣至室內(nèi)，而達(dá)到暖房效果?！　√?yáng)能發(fā)電　　即直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能，并將電能存儲(chǔ)在電容器中，以備需要時(shí)使用?！　√?yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)　　太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括1、太陽(yáng)能控制器(光伏控制器和風(fēng)光互補(bǔ)控制器)對(duì)所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲(chǔ)存，當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時(shí)，太陽(yáng)能控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過(guò)充。當(dāng)蓄電池所儲(chǔ)存的電能放完時(shí)，太陽(yáng)能控制器要控制蓄電池不被過(guò)放電，保護(hù)蓄電池?？刂破鞯男阅懿缓脮r(shí)，對(duì)蓄電池的使用壽命影響很大，并最終影響系統(tǒng)的可靠性。2、太陽(yáng)能蓄電池組的任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。3、太陽(yáng)能逆變器負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。太陽(yáng)能逆變器是光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。由于使用地區(qū)相對(duì)落后、偏僻，維護(hù)困難，為了提高光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的整體性能，保證電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)逆變器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源發(fā)電成本較高，太陽(yáng)能逆變器的高效運(yùn)行也顯得非常重要?！　√?yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要產(chǎn)品分類 A、光伏組件 B、風(fēng)機(jī) C、控制器 D、蓄電池組 E、逆變器 F、風(fēng)力/光伏發(fā)電控制與逆變器一體化電源?！　√?yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)　　可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將光伏陣列、風(fēng)力機(jī)以及燃料電池等產(chǎn)生的可再生能源不經(jīng)過(guò)蓄電池儲(chǔ)能，通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接反向饋入電網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)?！　∫?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎腚娋W(wǎng)，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過(guò)程，可以充分利用可再生能源所發(fā)出的電力，減小能量損耗，降低系統(tǒng)成本。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能夠并行使用市電和可再生能源作為本地交流負(fù)載的電源，降低整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。同時(shí)，可再生能源并網(wǎng)系統(tǒng)可以對(duì)公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展方向，代表了21世紀(jì)最具吸引力的能源利用技術(shù)?！　√?yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要產(chǎn)品分類 A、光伏并網(wǎng)逆變器 B、小型風(fēng)力機(jī)并網(wǎng)逆變器 C、大型風(fēng)機(jī)變流器 （雙饋?zhàn)兞髌鳎β首兞髌鳎?/p> 【空間太陽(yáng)能電源】

　　第一個(gè)空間太陽(yáng)電池載于1958年發(fā)射的Vangtuard I，體裝式結(jié)構(gòu)，單晶Si襯底，效率約10%（28℃）。到了1970年代，人們改善了電池結(jié)構(gòu)，采用BSF、光刻技術(shù)及更好減反射膜等技術(shù)，使電池的效率增加到14%。在70年代和80年代，地面太陽(yáng)電池大約每5.5年全球產(chǎn)量翻番；而空間太陽(yáng)電池在空間環(huán)境下的性能，如抗輻射性能等得到了較大改善。由于80年代太陽(yáng)電池的理論得到迅速發(fā)展，極大地促進(jìn)了地面和空間太陽(yáng)電池性能的改善。到了90年代，薄膜電池和Ⅲ-Ⅴ電池的研究發(fā)展很快，而且聚光陣結(jié)構(gòu)也變得更經(jīng)濟(jì)，空間太陽(yáng)電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。在繼續(xù)研究更高性能的太陽(yáng)電池，主要有兩種途徑：研究聚光電池和多帶隙電池。 　　× 空間太陽(yáng)電池主要性能　　電池效率　　由于太陽(yáng)電池在不同光強(qiáng)或光譜條件下效率一般不同，對(duì)于空間太陽(yáng)電池一般采用AM0光譜（1.367KW/㎡），對(duì)于地面應(yīng)用一般采用AM1.5光譜（即地面中午晴空太陽(yáng)光，1.000 KWm-2）作為測(cè)試電池效率的標(biāo)準(zhǔn)光源。太陽(yáng)電池在AM0光譜效率一般低于AM1.5光譜效率2～4個(gè)百分點(diǎn)，例如一個(gè)AM0效率為16%的Si太陽(yáng)電池AM1.5效率約為19%）。　　◎ 25℃，AM0條件下太陽(yáng)電池效率　　電池類型 面積（cm2） 效率（%） 電池結(jié)構(gòu)　　一般Si太陽(yáng)電池 64cm2 14.6 單結(jié)太陽(yáng)電池　　先進(jìn)Si太陽(yáng)電池 4cm2 20.8 單結(jié)太陽(yáng)電池　　GaAs太陽(yáng)電池 4cm2 21.8 單結(jié)太陽(yáng)電池　　InP太陽(yáng)電池 4cm2 19.9 單結(jié)太陽(yáng)電池　　GaInP/GaAs 4cm2 26.9 單片疊層雙結(jié)太陽(yáng)電池　　GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 單片疊層雙結(jié)太陽(yáng)電池　　GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 單片疊層三結(jié)太陽(yáng)電池　　◎ 聚光電池　　GaAs太陽(yáng)電池 0.07 24.6 100X　　GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X，單片疊層雙結(jié)太陽(yáng)電池　　GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X，機(jī)械堆疊太陽(yáng)電池　　空間太陽(yáng)電池在大氣層外工作，在近地球軌道太陽(yáng)平均輻照強(qiáng)度基本不變，通常稱為AM0輻照，其光譜分布接近5800K黑體輻射光譜，強(qiáng)度1353mW/cm2。因此空間太陽(yáng)電池多采用AM0光譜設(shè)計(jì)和測(cè)試。　　空間太陽(yáng)電池通常具有較高的效率，以便在空間發(fā)射的重量、體積受限制的條件下，能獲得特定的功率輸出。特別在一些特定的發(fā)射任務(wù)中，如微小衛(wèi)星（重量在50～100公斤）上應(yīng)用，要求單位面積或單位重量的比功率更高。　　抗輻照性能　　空間太陽(yáng)電池在地球大氣層外工作，必然會(huì)受到高能帶電粒子的輻照，引起電池性能的衰減，主要原因是由于電子或質(zhì)子輻射使少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度減小。其光電參數(shù)衰減的程度取決于太陽(yáng)電池的材料和結(jié)構(gòu)。還有反向偏壓、低溫和熱效應(yīng)等因素也是電池性能衰減的重要原因，尤其對(duì)疊層太陽(yáng)電池，由于熱脹系數(shù)顯著不同，電池性能衰減可能更嚴(yán)重?！　?times; 空間太陽(yáng)電池的可靠性　　光伏電源的可靠性對(duì)整個(gè)發(fā)射任務(wù)的成功起關(guān)鍵作用，與地面應(yīng)用相比，太陽(yáng)電池/陣的費(fèi)用高低并不重要，因?yàn)榭臻g電源系統(tǒng)的平衡費(fèi)用更高，可靠性是最重要的?？臻g太陽(yáng)電池陣必須經(jīng)過(guò)一系列機(jī)械、熱學(xué)、電學(xué)等苛刻的可靠性檢驗(yàn)。　　Si太陽(yáng)電池　　硅太陽(yáng)電池是最常用的衛(wèi)星電源，從1970年代起，由于空間技術(shù)的發(fā)展，各種飛行器對(duì)功率的需求越來(lái)越大，在加速發(fā)展其他類型電池的同時(shí)，世界上空間技術(shù)比較發(fā)達(dá)的美、日和歐空局等國(guó)家，都相繼開展了高效硅太陽(yáng)電池的研究。以日本SHARP公司、美國(guó)的SUNPOWER公司以及歐空局為代表，在空間太陽(yáng)電池的研究發(fā)展方面領(lǐng)先。其中，以發(fā)展背表面場(chǎng)（BSF）、背表面反射器（BSR）、雙層減反射膜技術(shù)為第一代高效硅太陽(yáng)電池，這種類型的電池典型效率最高可以做到15%左右，目前在軌的許多衛(wèi)星應(yīng)用的是這種類型的電池。　　到了70年代中期，COMSAT研究所提出了無(wú)反射絨面電池（使電池效率進(jìn)一步提高）。但這種電池的應(yīng)用受到限制：一是制備過(guò)程復(fù)雜，避免損壞PN結(jié)；二是這樣的表面會(huì)吸收所有波長(zhǎng)的光，包括那些光子能量不足以產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的紅外輻射，使太陽(yáng)電池的溫度升高，從而抵消了采用絨面而提高的效率效應(yīng)；三是電極的制作必須沿著絨面延伸，增加了接觸的難度，使成本升高?！　?0年代中期，為解決這些問(wèn)題，高效電池的制作引入了電子器件制作的一些工藝手段，采用了倒金子塔絨面、激光刻槽埋柵、選擇性發(fā)射結(jié)等制作工藝，這些工藝的采用不但使電池的效率進(jìn)一步提高，而且還使得電池的應(yīng)用成為可能。特別在解決了諸如采用帶通濾波器消除溫升效應(yīng)以后，這類電池的應(yīng)用成了空間電源的主角。　　雖然很多工藝技術(shù)是由一些研究所提出，但卻是在一些比較大的公司得到了發(fā)揚(yáng)光大，比如倒金子塔絨面、選擇性發(fā)射結(jié)等工藝是在澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心出現(xiàn)，但日本的SHARP公司和美國(guó)的SUNPOWER公司目前的技術(shù)水平卻為世界一流，有的技術(shù)甚至已經(jīng)移植到了地面用太陽(yáng)電池的大批量生產(chǎn)?！　榱诉M(jìn)一步降低電池背面復(fù)合影響，背面結(jié)構(gòu)則采用背面鈍化后開孔形成點(diǎn)接觸，即局部背場(chǎng)。這些高效電池典型結(jié)構(gòu)為PERC、PERL、PERT、PERF[1]，其中前種結(jié)構(gòu)的電池已經(jīng)在空間獲得實(shí)用。典型的高效硅太陽(yáng)電池厚度為100μm，也被稱為NRS/BSF（典型效率為17%）和NRS/LBSF（典型效率為18%），其特征是正面具有倒金子塔絨面的選擇性發(fā)射結(jié)構(gòu)，前后表面均采用鈍化結(jié)構(gòu)來(lái)降低表面復(fù)合，背面場(chǎng)采用全部或局部背場(chǎng)。實(shí)際應(yīng)用中還發(fā)現(xiàn)，雖然采用局部背場(chǎng)工藝的電池要普遍比NRS/BSF的電池效率高一個(gè)百分點(diǎn)，但通常局部背場(chǎng)的抗輻照能力比較差?！　〉搅松鲜兰o(jì)90年代中期，空間電源工程人員發(fā)現(xiàn)，雖然這種類型電池的初期效率比較高，但電池的末期效率比初期效率下降25%左右，限制了電池的進(jìn)一步應(yīng)用，空間電源的成本仍然不能很好地降低。　　為了改變這種情況，以SHARP為首的研究機(jī)構(gòu)提出了雙邊結(jié)電池結(jié)構(gòu)，這種電池的出現(xiàn)有效地提高了電池的末期效率，并在HES、HES-1衛(wèi)星上獲得了實(shí)際應(yīng)用。　　另外研究人員還發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星對(duì)電池陣位置的要求比較苛刻，如果太陽(yáng)電池陣不對(duì)日定向或?qū)θ斩ㄏ虿畹榷紩?huì)影響到衛(wèi)星電源的功率，這在一定程度上也限制了衛(wèi)星整體系統(tǒng)的配置。比如空間站這樣復(fù)雜的飛行器，有的電池陣幾乎不能完全保證其充足的太陽(yáng)角，因而就需要高效電池來(lái)滿足要求。雖然目前已經(jīng)部分應(yīng)用了常規(guī)的高效電池，但電池的高的α吸收系數(shù)、有限的空間和重量的需要使其仍然不能滿足空間系統(tǒng)大規(guī)模功率的需要。傳統(tǒng)的電池結(jié)構(gòu)仍然受到很大程度的限制。在這種情況下，俄羅斯在研究高效硅電池初期就側(cè)重于提高電池的末期效率為主，在結(jié)合電池陣研究方面提出了雙面電池的構(gòu)想并獲得了成功，真正做到了高效長(zhǎng)壽命和低成本?！　?times; 太陽(yáng)能路燈　　

太陽(yáng)能路燈

太陽(yáng)能路燈是一種利用太陽(yáng)能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規(guī)電能，只要陽(yáng)光充足就可以就地安裝等特點(diǎn)，因此受到人們的廣泛關(guān)注，又因其不污染環(huán)境，而被稱為綠色環(huán)保產(chǎn)品。太陽(yáng)能路燈即可用于城鎮(zhèn)公園、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度較小，交通不便經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、缺乏常規(guī)燃料，難以用常規(guī)能源發(fā)電，但太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)，以解決這些地區(qū)人們的家用照明問(wèn)題。

【太陽(yáng)能電池】

　　太陽(yáng)能電池發(fā)電原理 　　太陽(yáng)能電池是一對(duì)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：?jiǎn)尉Ч?，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(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)。 　　當(dāng)光線照射太陽(yáng)能電池表面時(shí)，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(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。 　　太陽(yáng)簡(jiǎn)介 　　太陽(yáng)是離地球最近的一顆恒星,也是太陽(yáng)的中心天體,它的質(zhì)量占太陽(yáng)系總質(zhì)量的99.865%。太陽(yáng)也是太陽(yáng)系里惟一自己發(fā)光的天體,它給地球帶來(lái)光和熱。如果沒(méi)有太陽(yáng)光的照射,地面的溫度將會(huì)很快地降低到接近絕對(duì)零度。由于太陽(yáng)光的照射,地面平均溫度才會(huì)保持在14℃左右,形成了人類和絕大部分生物生存的條件。除了原子能、地?zé)岷突鹕奖l(fā)的能量外,地面上大部分能源均直接或間接同太陽(yáng)有關(guān)。 　　太陽(yáng)是一個(gè)主要由氫和氦組成的熾熱的氣體火球,半徑為6.96×105km(是地球半徑的109倍)，質(zhì)量約為1.99×1027t(是地球質(zhì)量的33萬(wàn)倍)，平均密度約為地球的1/4。太陽(yáng)表面的有效溫度為5762K,而內(nèi)部中心區(qū)域的溫度則高達(dá)幾千萬(wàn)度。太陽(yáng)的能量主要來(lái)源于氫聚變成氦的聚變反應(yīng),每秒有6.57×1011kg的氫聚合生成6.53×1011kg的氦,連續(xù)產(chǎn)生3.90×1023kW能量。這些能量以電磁波的形式,以3×105km/s的速度穿越太空射向四面八方。地球只接受到太陽(yáng)總輻射的二十二億分之一,即有1.77×1014kW達(dá)到地球大氣層上邊緣(“上界”),由于穿越大氣層時(shí)的衰減,最后約8.5×1013kW到達(dá)地球表面,這個(gè)數(shù)量相當(dāng)于全世界發(fā)電量的幾十萬(wàn)倍?！　「鶕?jù)目前太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估算,氫的儲(chǔ)量足夠維持600億年,而地球內(nèi)部組織因熱核反應(yīng)聚合成氦,它的壽命約為50億年,因此,從這個(gè)意義上講,可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是取之不盡、用之不竭的?！　√?yáng)的結(jié)構(gòu)和能量傳遞方式簡(jiǎn)要說(shuō)明如下?！　√?yáng)的質(zhì)量很大,在太陽(yáng)自身的重力作用下,太陽(yáng)物質(zhì)向核心聚集,核心中心的密度和溫度很高,使得能夠發(fā)生原子核反應(yīng)。這些核反應(yīng)是太陽(yáng)的能源,所產(chǎn)生的能量連續(xù)不斷地向空間輻射,并且控制著太陽(yáng)的活動(dòng)。根據(jù)各種間接和直接的資料,認(rèn)為太陽(yáng)從中心到邊緣可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)、對(duì)流區(qū)和太陽(yáng)大氣?！　?1)核反應(yīng)區(qū)　　在太陽(yáng)半徑25%(即0.25R)的區(qū)域內(nèi),是太陽(yáng)的核心,集中了太陽(yáng)一半以上的質(zhì)量。此處溫度大約1500萬(wàn)度(K),壓力約為2500億大氣壓(1atm=101325Pa),密度接近158g/cm3。這部分產(chǎn)生的能量占太陽(yáng)產(chǎn)生的總能量的99%,并以對(duì)流和輻射方式向外輻射。氫聚合時(shí)放出伽瑪射線,這種射線通過(guò)較冷區(qū)域時(shí),消耗能量,增加波長(zhǎng),變成X射線或紫外線及可見光?！　?2)輻射區(qū)　　在核反應(yīng)區(qū)的外面是輻射區(qū),所屬范圍從0.25～0.8R,溫度下降到13萬(wàn)度,密度下降為0.079g/cm3。在太陽(yáng)核心產(chǎn)生的能量通過(guò)這個(gè)區(qū)域由輻射傳輸出去?！　?3)對(duì)流區(qū)　　在輻射區(qū)的外面是對(duì)流區(qū)(對(duì)流層),所屬范圍從0.8～1.0R,溫度下降為5000K,密度為10－8g/cm3。在對(duì)流區(qū)內(nèi),能量主要靠對(duì)流傳播。對(duì)流區(qū)及其里面的部分是看不見的,它們的性質(zhì)只能靠同觀測(cè)相符合的理論計(jì)算來(lái)確定?！　?4)太陽(yáng)大氣　　大致可以分為光球、色球、日冕等層次,各層次的物理性質(zhì)有明顯區(qū)別。太陽(yáng)大氣的最底層稱為光球,太陽(yáng)的全部光能幾乎全從這個(gè)層次發(fā)出。太陽(yáng)的連續(xù)光譜基本上就是光球的光譜,太陽(yáng)光譜內(nèi)的吸收線基本上也是在這一層內(nèi)形成的。光球的厚度約為500km。色球是太陽(yáng)大氣的中層,是光球向外的延伸,一直可延伸到幾千公里的高度。太陽(yáng)大氣的最外層稱為日冕,日冕是極端稀薄的氣體殼,可以延伸到幾個(gè)太陽(yáng)半徑之遠(yuǎn)。嚴(yán)格說(shuō)來(lái),上述太陽(yáng)大氣的分層僅有形式的意義,實(shí)際上各層之間并不存在著明顯的界限,它們的溫度、密度隨著高度是連續(xù)地改變的?！　】梢?太陽(yáng)并不是一個(gè)一定溫度的黑體,而是許多層不同波長(zhǎng)放射、吸收的輻射體。不過(guò),在描述太陽(yáng)時(shí),通常將太陽(yáng)看作溫度為6000K、波長(zhǎng)為0.3～3.0μm的黑色輻射體?！　√?yáng)能利用新近展　　　　目前國(guó)際上已經(jīng)從晶體硅、薄膜太陽(yáng)能電池開發(fā)進(jìn)入了有機(jī)分子電池、生物分子篩選乃至于合成生物學(xué)與光合作用生物技術(shù)開發(fā)的生物能源的太陽(yáng)能技術(shù)新領(lǐng)域?！　∪涨皬纳虾Ｊ锌莆@悉，華東師范大學(xué)科研人員利用納米材料在實(shí)驗(yàn)室中成功“再造”葉綠體，以極其低廉的成本實(shí)現(xiàn)光能發(fā)電。 　　葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，能有效將太陽(yáng)的光能量轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。此次課題組并非在植物體外“拷貝”了一個(gè)葉綠體，而是研制出一種與葉綠體結(jié)構(gòu)相似的新型電池———染料敏化太陽(yáng)能電池，嘗試將光能轉(zhuǎn)化成電能。在上海市納米專項(xiàng)基金的支持下，經(jīng)過(guò)3年多實(shí)驗(yàn)與探索，這塊仿生太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率已超過(guò)10％，接近11％的世界最高水平。 　　項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、華東師大納光電集成與先進(jìn)裝備教育部工程研究中心主任孫卓教授展示了新型太陽(yáng)能電池的“三明治”結(jié)構(gòu)———中空玻璃夾著一層納米“夾心”，光電轉(zhuǎn)化的玄機(jī)就藏在這層幾十微米厚的復(fù)合薄膜中。納米“夾心”的“配方”十分獨(dú)特：染料充當(dāng)“捕光手”，納米二氧化鈦則是“光電轉(zhuǎn)換器”。為了讓染料盡可能多“吃”太陽(yáng)光，科研人員還別出心裁地撒了點(diǎn)“佐料”———一種由納米熒光材料制成的量子點(diǎn)，讓不同波長(zhǎng)的陽(yáng)光都能對(duì)上“捕光手”的“胃口”。只要不斷改進(jìn)“配方”，納米“夾心”的光電轉(zhuǎn)化效率就能一次次提高。 　　作為第三代太陽(yáng)能電池，染料敏化電池的最大吸引力在于廉價(jià)的原材料和簡(jiǎn)單的制作工藝。據(jù)估算，染料敏化電池的成本僅相當(dāng)于硅電池板的1／10。同時(shí)，它對(duì)光照條件要求不高，即便在陽(yáng)光不太充足的室內(nèi)，其光電轉(zhuǎn)化率也不會(huì)受到太大影響。另外，它還有許多有趣用途。比如，用塑料替代玻璃“夾板”，就能制成可彎曲的柔性電池；將它做成顯示器，就可一邊發(fā)電，一邊發(fā)光，實(shí)現(xiàn)能源自給自足?！　√?yáng)能是一種潔凈和可持續(xù)產(chǎn)生的能源，發(fā)展太陽(yáng)能科技可減少在發(fā)電過(guò)程中使用礦物燃料，從而減輕空氣污染及全球暖化的問(wèn)題。

我國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　中國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的太陽(yáng)能資源，太陽(yáng)能利用前景廣闊。目前，我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國(guó)家和重要的太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)比較成熟太陽(yáng)能產(chǎn)品有兩項(xiàng)：太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。

我國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)前景

　　中國(guó)《可再生能源法》的頒布和實(shí)施，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了政策保障；京都議定書的簽定，環(huán)保政策的出臺(tái)和對(duì)國(guó)際的承諾，給太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇；西部大開發(fā)，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)提供巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)；原油價(jià)格的上漲，中國(guó)能源戰(zhàn)略的調(diào)整，使得政府加大對(duì)可再生能源發(fā)展的支持力度，所有這些都為中國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)極大的機(jī)會(huì)。

太陽(yáng)能熱水器防凍技術(shù)

　　1、管道加熱類：常見方案為上下水管道外加裝電伴熱帶、上下水管道內(nèi)加裝超導(dǎo)熱管兩大類?！　?、管道排空類：常見方案為電機(jī)（電磁）排空裝置、全機(jī)械排空裝置兩大類　　3、自體加熱機(jī)械控制管道排空新技術(shù)：裝置核心部件設(shè)置在內(nèi)外膽夾層中并與內(nèi)外膽制造成一體，形成整體式保溫結(jié)構(gòu)。它具有游離于保溫水箱以外的排空附件不可比擬的高保溫性能?！　√?yáng)能能源 　　地球 　　來(lái)自地球外部天體的能源（主要是太陽(yáng)能）人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。正是各種植物通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來(lái)。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的。它們實(shí)質(zhì)上是由古代生物固定下來(lái)的太陽(yáng)能。此外，水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等也都是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換來(lái)的。 　　地球本身蘊(yùn)藏的能量 通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。 　　與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源，我們稱之為地?zé)崮?。溫泉和火山爆發(fā)噴出的巖漿就是地?zé)岬谋憩F(xiàn)。地球可分為地殼、地幔和地核三層，它是一個(gè)大熱庫(kù)。地殼就是地球表面的一層，一般厚度為幾公里至70公里不等。地殼下面是地幔，它大部分是熔融狀的巖漿，厚度為2900公里?；鹕奖l(fā)一般是這部分巖漿噴出。地球內(nèi)部為地核，地核中心溫度為2000度?？梢?，地球上的地?zé)豳Y源貯量也很大。 　　與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是本書要介紹的核能。原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能釋放出大量的能量，稱為原子核能，簡(jiǎn)稱核能，俗稱原子能。它則來(lái)自于地殼中儲(chǔ)存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)的核裂變能資源，以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時(shí)釋放出能量。目前核能最大的用途是發(fā)電。此外，還可以用作其它類型的動(dòng)力源、熱源等。 　　來(lái)自星球引力的能量 指由于地球與月球、太陽(yáng)等天體相互作用的形成的能源。地球、月亮、太陽(yáng)之間有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，造成相對(duì)位置周期性的變化，它們之間的引力隨之變化使海水漲落而形成潮汐能。與上述二類能源相比，潮汐能的數(shù)量很小。全世界的潮汐能折合成煤約為每年30億噸，而實(shí)際可用的只是淺海區(qū)那一部分，每年約可折合為6000萬(wàn)噸煤。

利用方式

　　太陽(yáng)能利用基本方式可以分為如下4大類?！　。?）光熱利用　　它的基本原來(lái)是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)，通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。[1]目前使用最多的太陽(yáng)能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。通常根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途的不同，而把太陽(yáng)能光熱利用分為低溫利用（＜200℃）、中溫利用（200～800℃）和高溫利用（＞800℃）。目前低溫利用主要有太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)等，中溫利用主要有太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽(yáng)爐等?！　。?）太陽(yáng)能發(fā)電　　未來(lái)太陽(yáng)能的大規(guī)模利用是用來(lái)發(fā)電。利用太陽(yáng)能發(fā)電的方式有多種。目前已實(shí)用的主要有以下兩種。　?、俟?mdash;熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過(guò)程為光—熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱—電轉(zhuǎn)換?！　、诠?mdash;電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏打效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，它的基本裝置是太陽(yáng)能電池?！　。?）光化利用　　這是一種利用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式?！　。?）光生物利用　　通過(guò)植物的光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過(guò)程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻?！　√?yáng)能術(shù)語(yǔ)解釋?。ㄖ杏?duì)照）　　光伏矩陣或發(fā)電板陣 (Array - photovoltaic)　　太陽(yáng)能發(fā)電板串聯(lián)或并聯(lián)連接在一起形成矩陣. 　　阻流二極管 (Blocking Diode)　　用來(lái)防止反向電流, 在發(fā)電板陣中, 阻流二極管用來(lái)防止電流流向一個(gè)或數(shù)個(gè)失效或有遮影的發(fā)電板 (或一連串的太陽(yáng)能發(fā)電板) 上. 在夜間或低電流出的期間, 防止電流從蓄電池流向光伏發(fā)電板矩陣."　　光伏發(fā)電系統(tǒng)平衡 (BOS or Balance of System - photovoltaic)　　光伏發(fā)電系統(tǒng)除發(fā)電板矩陣以外的部分. 例如開關(guān), 控制儀表, 電力溫控設(shè)備, 矩陣的支撐結(jié)構(gòu), 儲(chǔ)電組件等等.　　旁路二極管 (Bypass Diode)　　是與光伏發(fā)電板并聯(lián)的二極管. 用來(lái)在光電板被遮影或出故障時(shí)提供另外的電流通路.　　光伏發(fā)電板 (電池) (Cell-photovoltaic)　　太陽(yáng)能發(fā)電板中最小的組件.　　充電顯示器 (表) (Charge Monitor/Meter)　　用以測(cè)量電流安培量的裝置, 安培表.　　充電調(diào)節(jié)器 (Charge Regulator)　　"用來(lái)控制蓄電池充電速度和/或充電狀態(tài)的裝置, 連接于光伏發(fā)電板矩陣和蓄電池組之間. 它的主要作用是防止蓄電池被光伏發(fā)電板過(guò)度充電, 同時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電矩陣和/或蓄電池的電壓."　　組件 (Components)　　指用于建立太陽(yáng)能電源系統(tǒng)所需的其他裝置.　　交直流轉(zhuǎn)換器 (Converter)　　將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置.　　晶體狀 (Crystalline)　　具有三維的重復(fù)的原子結(jié)構(gòu).　　直流電 (DC)　　"兩種電流的形態(tài)之一, 常見于使用電池的物件中, 如收音機(jī), 汽車, 手提電腦, 手機(jī)等等."　　無(wú)序結(jié)構(gòu) (Disordered)　　減小并消除晶格的局限性. 提供新的自由度, 從而可在多維空間中放置其他元素. 使它們以前所未有的方式互相作用. 這種技術(shù)應(yīng)用多種元素以及復(fù)合材料. 它們?cè)谖恢? 移動(dòng)及成分上的不規(guī)則可消除結(jié)構(gòu)的局限性, 因而產(chǎn)生新的局部規(guī)則環(huán)境. 而這些新的局部環(huán)境決定了這些材料的物理性質(zhì), 電子性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì). 因此使得合成具有新潁機(jī)理的新型材料成為可能.　　電網(wǎng)連接 - 光伏發(fā)電 (Grid-Connected - photovoltaic)　　是一種由光伏發(fā)電板陣向電網(wǎng)提供電力的光伏發(fā)電系統(tǒng). 這些系統(tǒng)可由供電公司或個(gè)別樓宇來(lái)運(yùn)作.　　直流交流轉(zhuǎn)換器 (Inverter)　　用來(lái)將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的裝置.　　千瓦 (Kilowatt)　　1000瓦特, 一個(gè)燈泡通常使用40至100瓦特的電力.　　百萬(wàn)瓦特 (Megawatt)　　1,000,000瓦特　　光伏發(fā)電板 (Module - photovoltaic)　　光伏電池以串聯(lián)方式連在一起組成發(fā)電板.　　奧佛電子 (Ovonic)　　[以S. R. 奧佛辛斯基(聯(lián)合太陽(yáng)能公司創(chuàng)始人)及電子的組合命名] - 用來(lái)描述我們獨(dú)有的材料, 產(chǎn)品和技術(shù)的術(shù)語(yǔ).　　奧佛辛斯基效應(yīng) (Ovshinsky effect)　　一種特別的玻璃狀薄膜在極小電壓的作用下從一種非導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成一種半導(dǎo)體的效應(yīng)..　　并聯(lián)連接 (Parallel Connection)　　一種發(fā)電板連接方法. 這種連接法使電壓保持相同, 但電流成倍數(shù)增加　　峰值輸出功能 (Peak Power)　　持續(xù)一段時(shí)間(通常是10到30秒)的最大能量輸出.　　光伏 (Photovoltaic - PV)　　光能到電能的直接轉(zhuǎn)換.　　光伏發(fā)電板 (電池) (Photovoltaic Cell)　　經(jīng)過(guò)特殊處理可將太陽(yáng)能輻射轉(zhuǎn)換成電力的半導(dǎo)體材料.　　卷到卷工序 (Roll-to-Roll Process)　　將整卷的基件連續(xù)地轉(zhuǎn)變成整卷的產(chǎn)品的工序.　　串聯(lián)連接 (Series Connection)　　電流不變電壓倍增的連接方式.　　太陽(yáng)能 (Solar)　　來(lái)自太陽(yáng)的能量.　　太陽(yáng)能收集器 (Solar Collectors)　　用以捕獲來(lái)自太陽(yáng)的光能或熱能的裝置. 太陽(yáng)收集器用于太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中 (常見于住家), 而光伏能收集器則是用于太陽(yáng)能電力系統(tǒng).　　太陽(yáng)能加熱 (Solar Heating)　　利用來(lái)自太陽(yáng)的熱能發(fā)電的技術(shù)或系統(tǒng). 太陽(yáng)能收集器用于太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中(常見于住家), 而光伏能收集器則是用于太陽(yáng)能電力系統(tǒng)中 　　太陽(yáng)能發(fā)電模塊或太陽(yáng)能發(fā)電板 (Solar Module or Solar Panel)　　一些由太陽(yáng)能發(fā)電板單元所組成的太陽(yáng)能發(fā)電板板塊.　　穩(wěn)定能量轉(zhuǎn)換效率 (Stabilized Energy Conversion Efficiency)　　長(zhǎng)期的電力輸出與光能輸入比例.　　系統(tǒng), 平衡系統(tǒng) (Systems; Balance of Systems)　　"太陽(yáng)能電力系統(tǒng)包括了光伏發(fā)電板矩陣和其它的部件. 這些部件可使這些太陽(yáng)能發(fā)電板得以應(yīng)用在需要可控直流電或交流電的住家和商業(yè)設(shè)施中. 用于太陽(yáng)能電力系統(tǒng)的其它部件包括:接線和短路裝置, 充電調(diào)壓器,逆變器, 儀表和接地部件."　　薄膜 (Thin-Film)　　在基片上形成的很薄的材料層.　　伏特 (Volts)　　電動(dòng)勢(shì)能單位. 能促使一安培的電流通過(guò)一歐姆的電阻.　　電壓 (Voltage)　　電勢(shì)的量.　　電壓表 (Voltage Meter)　　用以測(cè)量電壓的裝置.　　瓦特 (Watts)　　用電壓乘以電流的值來(lái)衡量的電力度.　　MWp　　MWp的具體解釋:M是兆瓦,1MW是1000KW ,WP是太陽(yáng)能電池的瓦數(shù),是指在1000W/平方光照下的太陽(yáng)能電池輸出功率,與實(shí)際太陽(yáng)光照照強(qiáng)度有區(qū)別.

太陽(yáng)能的應(yīng)用

　　長(zhǎng)期以來(lái)，人們就一直在努力研究利用太陽(yáng)能。我們地球所接受到的太陽(yáng)能，只占太陽(yáng)表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右，這些能量相當(dāng)于全球所需總能量的3-4萬(wàn)倍，可謂取之不盡，用之不竭。其次，宇宙空間沒(méi)有晝夜和四季之分，也沒(méi)有烏云和陰影，輻射能量十分穩(wěn)定。因而發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)說(shuō)來(lái)比地面簡(jiǎn)單，而且在無(wú)重量、高真空的宇宙環(huán)境中，對(duì)設(shè)備構(gòu)件的強(qiáng)度要求也不太高。再者，太陽(yáng)能和石油、煤炭等礦物燃料不同，不會(huì)導(dǎo)致"溫室效應(yīng)"和全球性氣候變化，也不會(huì)造成環(huán)境污染。正因?yàn)槿绱?，太?yáng)能的利用受到許多國(guó)家的重視，大家正在競(jìng)相開發(fā)各種光電新技術(shù)和光電新型材料，以擴(kuò)大太陽(yáng)能利用的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在近10多年來(lái)，在石油可開采量日漸見底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機(jī)的夾擊下，我們?cè)絹?lái)越企盼著“太陽(yáng)能時(shí)代”的到來(lái)。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽(yáng)能動(dòng)力裝置，其應(yīng)用十分廣泛，在某些領(lǐng)域，太陽(yáng)能的利用已開始進(jìn)入實(shí)用階段。 　　1974年至1997年，美日等發(fā)達(dá)國(guó)家硅半導(dǎo)體光電池發(fā)電成本降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)：從每瓦50美元降到了5美元。此后世界各國(guó)專家大都認(rèn)為，要使太陽(yáng)能電站與傳統(tǒng)電站（主要是火電站）相比具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，還有一段同樣長(zhǎng)的路要走——其成本再降低一個(gè)數(shù)量級(jí)才行。目前美國(guó)等國(guó)家建的利用太陽(yáng)池發(fā)電的項(xiàng)目很多。在死海之畔有一個(gè)1979年建的7000平方米的實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)池，為一臺(tái)150千瓦發(fā)電機(jī)供熱。美國(guó)計(jì)劃將其鹽湖的8．3％面積（約8000平方千米）建成太陽(yáng)池，為600兆瓦的發(fā)電機(jī)組供熱。今年6月，亞美尼亞無(wú)線電物理所的專家宣布，已在該國(guó)山地開始建造其“第一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)樣板”型工業(yè)太陽(yáng)能電站。該電站使用的渦輪機(jī)不是新的，而是使用壽命已屆滿而從直升機(jī)上拆下來(lái)的渦輪機(jī)，裝機(jī)容量?jī)H100千瓦，但發(fā)電成本僅0．5美分／千瓦小時(shí)，效率高達(dá)40％—50％。 　　俄羅斯學(xué)者在太陽(yáng)池研究方面也取得了令人矚目的進(jìn)展。一家公司將其研制的太陽(yáng)能噴水式推進(jìn)器和噴冷式推進(jìn)器與太陽(yáng)池工程相結(jié)合，給太陽(yáng)池附設(shè)冰槽等設(shè)施，設(shè)計(jì)出了適用于農(nóng)家的新式太陽(yáng)池。按這種設(shè)計(jì)，一個(gè)6到8口人的農(nóng)戶建一個(gè)70平方米的太陽(yáng)池，便可滿足其100平方米住房全年的用電需要。另一家研究機(jī)構(gòu)提出了組合式太陽(yáng)池電站的設(shè)計(jì)思想，即利用熱泵、熱管等技術(shù)將太陽(yáng)能和地?zé)?、居室廢熱等綜合利用起來(lái)，使太陽(yáng)池發(fā)電的成本大大下降，在北高加索地區(qū)能與火電站競(jìng)爭(zhēng)，并且一年四季都可用，夏天可用于空調(diào)，冬天可用于采暖。 　　對(duì)于淡水資源缺乏的國(guó)家來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)池還有另一項(xiàng)不可多得的好處：據(jù)專家測(cè)算，在近海淺水區(qū)建一個(gè)面積2163平方千米、深1.2米的太陽(yáng)池，可為10吉瓦的發(fā)電機(jī)組供熱，并可每年產(chǎn)淡水2立方千米。 　　由此看來(lái)，全人類夢(mèng)寐以求的太陽(yáng)能時(shí)代實(shí)際上已近在眼前，包括到太空去收集太陽(yáng)能，把它傳輸?shù)降厍?，使之變?yōu)殡娏?，以解決人類面臨的能源危機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這已不是一個(gè)夢(mèng)想。由美國(guó)國(guó)家航空和航天局與國(guó)家能源部建造的世界上第一座太陽(yáng)能發(fā)電站，最近將在太空組裝，不久將開始向地面供電。 　　在我國(guó)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)在集熱器（含太陽(yáng)能熱水器）已成為太陽(yáng)能應(yīng)用最為廣泛、產(chǎn)業(yè)化最迅速的產(chǎn)業(yè)之一。目前河北保定國(guó)家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)正加快建設(shè)我國(guó)規(guī)模最大的多晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)基地，該項(xiàng)目集太陽(yáng)能電池、組件及應(yīng)用系統(tǒng)等為一體，一期工程完成后可達(dá)到年產(chǎn)3兆瓦多晶硅太陽(yáng)能電池的能力，填補(bǔ)了我國(guó)在太陽(yáng)能開發(fā)應(yīng)用方面多項(xiàng)空白，并將大大推動(dòng)太陽(yáng)能電池用低鐵玻璃的生產(chǎn)、銷售市場(chǎng)。但從整體上分析，國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由于起步較晚，尤其是在太陽(yáng)能電池的開發(fā)、生產(chǎn)上還落后于國(guó)際水平，整體上仍處于產(chǎn)量小、應(yīng)用面窄、產(chǎn)品單一、技術(shù)落后的初級(jí)階段。經(jīng)粗略統(tǒng)計(jì)表明，國(guó)內(nèi)目前僅建有5個(gè)（單晶硅）太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠，年產(chǎn)量約有4.5兆瓦（注：1兆瓦（MW）為1000千瓦），工廠設(shè)施仍停留在已有引進(jìn)的生產(chǎn)線上。而國(guó)外不少企業(yè)已把眼光瞄準(zhǔn)更為先進(jìn)的薄膜晶體太陽(yáng)能電池的開發(fā)與生產(chǎn)上。這種新一代的先進(jìn)的薄膜晶體太陽(yáng)能電池其轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)18.3％，比目前平均轉(zhuǎn)換效率提高了3個(gè)百分點(diǎn)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，我國(guó)太陽(yáng)能電池平均轉(zhuǎn)換效率不高，其主要原因是專用材料國(guó)產(chǎn)化程度低，如封裝玻璃就完全依賴進(jìn)口，低鐵含量的高透過(guò)率基板玻璃市場(chǎng)仍不能滿足需求，科研成果還沒(méi)有迅速及完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。

  回答者:鄒洲東 2013-11-16 相關(guān)問(wèn)答:
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