新嫩和原材料第四章太陽能電池材料

新嫩和原材料第四章太陽能電池材料第一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三介紹內(nèi)容太陽能太陽能的利用太陽能的光熱利用太陽能的光電利用—太陽能電池5.最新進(jìn)展第二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三一，太陽能

太陽是一種熾熱的氣體球，蘊(yùn)藏著無比巨大的能量。地球上除了地?zé)崮芎秃四芤酝?，所有的能源都來源于太陽能，因此可以說太陽能是人類的“能源之母”。

第三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三小麥第四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三水稻第五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三谷子第六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三一，太陽能太陽每小時(shí)輻射到地球的能量約為18萬兆瓦，相當(dāng)于燃燒90兆噸優(yōu)質(zhì)煤的熱量。第七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三與太陽相關(guān)的一些物理量地球半徑Re=6371km太陽半徑Rs=6.96×105km地日距AU=1.496×108km≈200Rs太陽質(zhì)量Ms=1.989×1030kg

＝地球質(zhì)量（5.98×1024kg）的332,946倍＝全部太陽系行星質(zhì)量的700倍第八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽的構(gòu)造

太陽是一個(gè)熾熱的氣態(tài)球體，它的直徑約為1.39×106km，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的3.32×105倍，體積則比地球大1.3×106倍，平均密度為地球的l/4。其主要組成氣體為氫(約80%)和氦6(約19%)。

第九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

由于太陽內(nèi)部持續(xù)進(jìn)行著氫聚合成氦的核聚變反應(yīng)，所以不斷地釋放出巨大的能量，并以輻射和對(duì)流的方式由核心向表面?zhèn)鬟f熱量，溫度也從中心向表面逐漸降低。由核聚變可知，氫聚合成氦在釋放巨大能量的同時(shí)，每1g質(zhì)量將虧損0.0072g。根據(jù)目前太陽產(chǎn)生核能的速率估算，其氫的儲(chǔ)量足夠維持600億年，因此太陽能可以說是用之不竭的。

第十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽內(nèi)部有“里三層”，從中心向外依次是核反應(yīng)區(qū)—是太陽熱能產(chǎn)生的基地輻射區(qū)—太陽能先通過這里傳播出去對(duì)流區(qū)—太陽能經(jīng)過這里向太陽表層傳播，它們是“輸送帶”。太陽的內(nèi)部構(gòu)造第十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

太陽外部有“外三層”。依次為光球?qū)?、色球?qū)雍腿彰釋?。人們?nèi)庋劭梢姷拿髁帘砻婢褪枪馇驅(qū)樱覀兯姷教柕目梢姽?，幾乎全是由光球?qū)影l(fā)出的。光球?qū)雍窦s500千米，溫度為5762K，密度為10-6g/cm3，厚約500km,它是由強(qiáng)烈電離的氣體組成，太陽能絕大部分輻射都是由此向太空發(fā)射的。光球外面分布著能發(fā)光且?guī)缀跬该鞯奶柎髿?，有非常稀薄的氣體組成，厚度為幾百千米，成為反變層。它的外面是色球?qū)?，厚度約10000-15000km,大部分由氫和氦組成，溫度大約5000K,密度大約10-8g/cm3。最外面一層是日冕，其密度很小而溫度很高（106K）。第十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽輻射以3×108m/s的速度傳播，從太陽到地球大約需要8分鐘。太陽輻射能在穿越大氣層時(shí)，一方面被大氣中的氧氣、臭氧9、水蒸氣、二氧化碳等有選擇性（只吸收一定波長(zhǎng)范圍，比如臭氧對(duì)紫外有吸收）的吸收，同時(shí)被空氣分子、水蒸氣以及粉塵等散射，因此到達(dá)地面的的太陽輻射比到達(dá)大氣層的要低，即在大氣層中有衰減。第十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

太陽能的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：

1.最清潔——它沒有一般煤炭、石油等礦物燃料產(chǎn)生的有害氣體和廢渣，因而不污染環(huán)境，被稱作“干凈能源”；

2.分布最廣——到處都可以得到太陽能，使用方便、安全；

3.總量最大——取之不盡，用之不竭,成本低廉，可以再生。第十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三就全球而言，美國(guó)西南部、非洲、澳大利亞、中國(guó)西藏、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時(shí)數(shù)最大，為世界太陽能資源最豐富的地區(qū)。第十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三我國(guó)太陽能的分布我國(guó)是世界上太陽能資源豐富的國(guó)家之一，全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2200h(約91.6天),具備利用太陽能的良好條件。我國(guó)陸地表面接受的太陽輻射能約為50×1018kJ,全國(guó)各地太陽年輻射總量達(dá)335-837kJ/(cm2·年)。西藏10、青海、新疆10、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西北部、廣東東南部和西部以及臺(tái)灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽能輻射總量很大。尤其是青藏高原地區(qū)最大。例如被人們稱為“日光城”的拉薩市，1961-1970年的平均值，年平均日照時(shí)間為3005.7h,相對(duì)日照為68%。全國(guó)以四川和貴州兩省的太陽年輻射總量最小，其中尤以四川盆地為最，例如素有“霧都”之稱的成都市，年平均日照時(shí)數(shù)僅為1152.2h，相對(duì)日照為26%。第十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三類型地區(qū)年日照時(shí)數(shù)/h一西藏西部、新疆東南部、青海西部、甘肅西部2800-3300二西藏東南部、新疆南部、青海東部、寧夏南部、甘肅中部、內(nèi)蒙古、山西北部、河北西北部3000-3200三新疆北部、甘肅東南部、山西南部、陜西北部、河北東南部、山東、河南、吉林、遼寧、云南、廣東南部、福建南部、江蘇北部、安徽北部2200-3000四湖南、廣西、江西、浙江、湖北、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇南部、安徽南部、黑龍江1400-2200五四川、貴州1000-1400第十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

自古以來，人們就注意利用太陽能。早在幾千年前，我們的祖先就曾用“陽燧”這種簡(jiǎn)單的器具向太陽“取火”，開辟了人類利用太陽能的新紀(jì)元。古希臘著名物理學(xué)家阿基米德曾用巨大的鏡子聚集太陽光，一舉燒毀了敵人的帆船隊(duì)。然而，人們對(duì)太陽能的深刻認(rèn)識(shí)和開發(fā)利用，直到最近才真正開始。

1945年，美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室制造出了世界上第一塊實(shí)用的硅太陽能電池，開創(chuàng)了現(xiàn)代人類利用太陽能的新時(shí)代。英國(guó)研制成功一種太陽能冰箱有九塊吸熱板，晴天時(shí)它可以向冰箱的蓄電池充電，一天的充電量足夠電冰箱使用五天。瑞士發(fā)明了一種太陽能熱水瓶，僅重400克，通過裝在瓶底部的像鏡子似的折疊鋁葉板吸收太陽能，用來燒開水。有陽光時(shí)，燒一瓶水僅需要半小時(shí)左右。太陽能的利用已擴(kuò)展到科學(xué)研究、航空航天、國(guó)防建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面。

1990年第11屆亞運(yùn)會(huì)火炬的火種，就是于8月7日下午，在距拉薩市以北100多公里的念青唐古拉峰下，由15歲的藏族少女達(dá)娃央宗用木柴從拋物面聚光太陽灶上獲得的。原理與古代陽燧差不多，唯聚光所用的材料有較大的差別。第十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三討論：太陽能在人類生活中應(yīng)用的實(shí)例？第十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能應(yīng)用領(lǐng)域太陽能燈太空方面交通設(shè)施方面家電方面太陽能車和游艇通信方面領(lǐng)域第二十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能的利用太陽能利用太陽能光熱利用太陽能光電利用太陽能光化學(xué)利用太陽能光生物利用利用太陽能分解水制氫第二十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能的利用太陽能利用太陽能光熱利用太陽能光電利用太陽能光化學(xué)利用太陽能光生物利用利用生物吸收太陽光通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程第二十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能的利用7太陽能利用太陽能光熱利用太陽能光電利用太陽能光化學(xué)利用太陽能光生物利用第二十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三二，太陽能光熱利用光熱利用應(yīng)用太陽能熱水、供暖和制冷太陽能干燥農(nóng)副產(chǎn)品、藥材和木材太陽能淡化海水太陽能熱動(dòng)力發(fā)電太陽能熱水器太陽能熱暖器太陽能空調(diào)器第二十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能光熱利用光熱利用應(yīng)用太陽能熱水、供暖和制冷太陽能干燥農(nóng)副產(chǎn)品、藥材和木材太陽能淡化海水太陽能熱動(dòng)力發(fā)電太陽能海水蒸餾器第二十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

世界上第一座太陽能海水蒸餾器是由瑞典工程師威爾遜設(shè)計(jì)，1872年在北智利建立的，面積為44504m2，日產(chǎn)淡水17.7t。這座太陽能蒸餾海水淡化裝置一直工作到1910年。第二十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能光熱利用熱利用應(yīng)用太陽能熱水、供暖和制冷太陽能干燥農(nóng)副產(chǎn)品、藥材和木材太陽能淡化海水太陽能熱動(dòng)力發(fā)電第二十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

一種有前途的太陽能熱動(dòng)力發(fā)電技術(shù)是太陽能煙囪發(fā)電。它是在一大片圓形土地上蓋滿玻璃，圓中心建一高大的煙囪，煙囪底部裝有風(fēng)力透平機(jī)。透明玻璃蓋板下被太陽加熱的空氣通過煙囪被抽走，驅(qū)動(dòng)風(fēng)力透平機(jī)發(fā)電。這種發(fā)電裝置簡(jiǎn)單可靠，在西班牙已建有一座容量為100kW的試驗(yàn)電站。顯然這種發(fā)電方式非常適合于我國(guó)廣大的西部地區(qū)。第二十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三美國(guó)軍用太陽能發(fā)電帳篷第二十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能發(fā)電第三十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能光熱利用基本原理將太陽輻射能收集起來，通過與工質(zhì)（主要是水或者空氣）的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前主要有三種收集器：平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦型集熱器。第三十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽光熱利用分類根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途可以分為三種：1）低溫利用（＜200℃）主要有：太陽能熱水器、太陽能干燥、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)2）中溫利用（200-800℃）主要有：太陽灶、太陽能熱發(fā)電、聚光集熱裝置3）高溫利用（>800℃）主要有高溫太陽能爐第三十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能集熱器太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時(shí)為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須采用一定的技術(shù)和裝置（集熱器），對(duì)太陽能進(jìn)行采集。太陽能集熱器是組成各種太陽能熱利用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，是用于吸收太陽輻射并將產(chǎn)生的熱能傳遞到傳熱工質(zhì)。第三十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能集熱器是否聚光非聚光集熱器聚光集熱器平板式集熱器真空管式集熱器第三十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三平板式集熱器17世紀(jì)后期發(fā)明的，但直到1960年以后才真正進(jìn)行深入研究和規(guī)?；瘧?yīng)用。是太陽能低溫利用的基本部件，也一直是世界太陽能市場(chǎng)上的主導(dǎo)產(chǎn)品。在低溫利用領(lǐng)域，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)于聚光集熱器。國(guó)內(nèi)外使用比較普遍的是全銅集熱器和銅鋁復(fù)合集熱器。第三十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三平板集熱器吸熱體透明蓋板隔熱體殼體作用吸收太陽能并將其內(nèi)的流體加熱減少集熱板與環(huán)境之間的對(duì)流和輻射散熱，保護(hù)集熱板不受雨、雪、灰塵的侵蝕作用第三十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三平板集熱器吸熱體透明蓋板隔熱體殼體作用吸收太陽能并將其內(nèi)的流體加熱平板玻璃鋼化玻璃作用防止集熱器的側(cè)面和背面向周圍散熱鋁合金板不銹鋼板碳鋼板塑料、玻璃鋼第三十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三真空管集熱器為了減少平板集熱器的熱損，提高集熱溫度，國(guó)際上20世紀(jì)70年代研制成功真空集熱器，其吸熱體被封閉在高真空的玻璃真空管內(nèi)，大大提高了熱性能。所謂真空集熱器就是將吸收體與透明蓋板之間的空間抽成真空的集熱器。第三十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三真空集熱器全玻璃真空集熱管玻璃-U形管真空集熱管玻璃-金屬熱管真空集熱管直通式真空集熱管儲(chǔ)熱式真空集熱管第三十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能集熱器是否聚光非聚光集熱器聚光集熱器平板式集熱器真空管式集熱器聚光器吸收器跟蹤系統(tǒng)第四十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能集熱器是否聚光非聚光集熱器聚光集熱器平板式集熱器真空管式集熱器聚光原理反射聚光折射聚光第四十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能集熱器是否聚光非聚光集熱器聚光集熱器平板式集熱器真空管式集熱器主要應(yīng)用太陽灶高溫太陽爐聚光型太陽能干燥器太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)第四十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能熱水器是太陽能熱利用的主要產(chǎn)品之一。主要利用溫室原理，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并向水傳遞熱量，從而獲得熱水的一種裝置。第四十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能熱水器集熱器悶曬型熱水器平板熱水器真空管熱水器第四十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三悶曬式熱水器將集熱器與儲(chǔ)熱水箱合為一體，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、易于推廣，但是保溫性能差、熱損失大。冬季室外溫度低于零度時(shí)，要注意防凍問題。所使用的集熱器有塑料袋式（質(zhì)量輕、便于攜帶、價(jià)格低廉，但使用壽命短）、池式（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造和安裝，成本低廉，但在高緯度地區(qū)不能充分利用太陽能，玻璃內(nèi)表面往往有水蒸氣凝結(jié)，減低了玻璃的透光率，長(zhǎng)期使用時(shí)池內(nèi)水質(zhì)難以保證）、筒式（比上兩種效果好）等。第四十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三平板式熱水器采用平板集熱器，集熱器和水箱結(jié)合緊密，上下循環(huán)管很短，不僅省材料而且又減少了管道的熱損失。有利于提高熱效率。第四十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三真空管太陽熱水器關(guān)鍵部件真空管集熱器。第四十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能制冷太陽能制冷的效率比較低，難以與其他形式的制冷相比。因此，商業(yè)化利用仍有較大的差距。第四十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能與建筑節(jié)能利用太陽能供電、供熱、供冷、照明，建成太陽能綜合利用建筑物，是國(guó)際太陽能學(xué)術(shù)界的熱門研究課題，是太陽能利用一個(gè)新的發(fā)展方向。美國(guó)、德國(guó)、日本、意大利等國(guó)家已建成這種全部依靠太陽能的示范建筑物。第四十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三三個(gè)階段第一階段：被動(dòng)式太陽房，完全通過建筑物結(jié)構(gòu)、朝向、布置以及相關(guān)材料的應(yīng)用進(jìn)行集取、儲(chǔ)存和分配太陽能的建筑。第二階段：主動(dòng)式太陽房，以太陽能集熱器與風(fēng)機(jī)、泵、散熱器等組成的太陽能采暖系統(tǒng)或者與吸收式制冷機(jī)組成的太陽能空調(diào)及供熱系統(tǒng)的建筑。第三階段：加上太陽能電池應(yīng)用，為建筑物提高采暖、空調(diào)、照明和用電，完全能滿足這些要求的“零能房屋”。第五十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽房是太陽能建筑的主要形式，基本上可以分為被動(dòng)式太陽房、主動(dòng)式太陽房和熱泵式太陽房。被動(dòng)式太陽房不需要專門的集熱器、熱交換器、水泵（或風(fēng)機(jī)）等設(shè)備，只是依靠建筑方位的合理布置，通過窗、墻、屋頂?shù)冉ㄖ锉旧淼臉?gòu)造和材料的熱工性能，以自然交換的方式（輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)）使建筑物在冬季盡可能多的吸收和存儲(chǔ)熱量，以達(dá)到采暖的目的。第五十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三被動(dòng)式太陽房直接受益式集熱-蓄熱墻體式綜合（陽光間）式利用屋頂進(jìn)行集熱和儲(chǔ)熱自然循環(huán)（熱虹吸）式最簡(jiǎn)單的一種太陽房形式，依靠建筑方位的合理布置，通過窗、墻、屋頂?shù)冉ㄖ旧淼臉?gòu)造和材料的熱工性能，以自然交換的方式（輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)）使建筑物在冬季盡可能多的吸收和存儲(chǔ)熱量，減少室溫下降的幅度第五十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三被動(dòng)式太陽房直接受益式集熱-蓄熱墻體式綜合（陽光間）式利用屋頂進(jìn)行集熱和儲(chǔ)熱自然循環(huán)（熱虹吸）式最早的著名蓄熱墻是法國(guó)的Trombe墻房間朝南的一側(cè)墻體外涂選擇性涂層，再外置玻璃，在房間南側(cè)構(gòu)成一個(gè)平板集熱器的結(jié)構(gòu)，以加熱墻體與玻璃之間的空氣，然后被加熱的熱空氣通過通風(fēng)口與室內(nèi)換熱。而在夜間，則通過熱質(zhì)墻體積蓄的熱量加熱房間。這種形式，是以犧牲房間的采光為代價(jià)的。第五十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三被動(dòng)式太陽房直接受益式集熱-蓄熱墻體式綜合（陽光間）式利用屋頂進(jìn)行集熱和儲(chǔ)熱自然循環(huán)（熱虹吸）式在房間的南面附加一個(gè)溫室，即可用于新建的太陽房，又可在改建的舊房上附加上去，實(shí)際上是前兩種形式的綜合。附加的溫室可作為生活間，也可作為陽光走廊或者門斗。第五十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三被動(dòng)式太陽房直接受益式集熱-蓄熱墻體式綜合（陽光間）式利用屋頂進(jìn)行集熱和儲(chǔ)熱自然循環(huán)（熱虹吸）式將屋頂做成一個(gè)淺池式集熱器，利用屋頂進(jìn)行集熱儲(chǔ)熱，不受結(jié)構(gòu)和方位的限制，屋頂作為室內(nèi)的散熱面，能使室溫均勻，也不影響室內(nèi)的采光和布置第五十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三被動(dòng)式太陽房直接受益式集熱-蓄熱墻體式綜合（陽光間）式利用屋頂進(jìn)行集熱和儲(chǔ)熱自然循環(huán)（熱虹吸）式集熱器、儲(chǔ)熱器和建筑物分開獨(dú)立設(shè)置的。適用于建在山坡上的房屋。集熱器低于房屋地面，儲(chǔ)熱器設(shè)在集熱器上面，形成高度差，利用冷熱流體的密度差形成對(duì)流循環(huán)。第五十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三主動(dòng)式太陽房需要一些輔助設(shè)備：集熱器、儲(chǔ)熱裝置、輔助熱源以及管道、閥門、風(fēng)機(jī)、水泵、控制系統(tǒng)。集熱器的熱負(fù)荷要足夠大，集熱器的面積一般要占建筑采暖面積的10-30%。而且集熱器要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、價(jià)格便宜。太陽集熱器儲(chǔ)熱裝置輔助熱源室內(nèi)第五十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三熱泵式太陽房利用太陽能集熱器接受來自太陽的輻射，作為熱泵的低溫?zé)嵩矗?0-20℃），然后通過熱泵將熱量傳遞到30-50℃的采暖熱媒中去。有直接式太陽能熱泵和間接式太陽能熱泵第五十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三三，太陽能的光電利用太陽能光伏電池發(fā)電太陽能的光電利用太陽能熱動(dòng)力發(fā)電太陽能熱化學(xué)發(fā)電第五十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三光伏發(fā)電優(yōu)點(diǎn)清潔安全廣泛資源充足長(zhǎng)壽命優(yōu)點(diǎn)潛在的經(jīng)濟(jì)性第六十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

太陽電池1954年誕生于美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室，隨后1958年被用作“先鋒1號(hào)”人造衛(wèi)星的電源上了天。這種電池一下子就使人造衛(wèi)星的電源可安全工作達(dá)20年之久，從而徹底取代了只能連續(xù)工作幾天的化學(xué)電池，為航天事業(yè)的發(fā)展提供了一種新的能源動(dòng)力。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界90％的人造衛(wèi)星和宇宙飛船都采用太陽能電池供電。美國(guó)已于近年研究開發(fā)出性能優(yōu)異的太陽能電池，其地面光電轉(zhuǎn)換率為35.6％，在宇宙空間為30.8％。澳大利亞用激光技術(shù)制造的太陽能電池，在不聚焦時(shí)轉(zhuǎn)換率達(dá)24.2％，而且成本較低，與柴油發(fā)電相近。太陽能電池3第六十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

太陽電池是利用半導(dǎo)體內(nèi)部的光電效應(yīng)，當(dāng)太陽光照射到一種稱為“P—N結(jié)”的11半導(dǎo)體上時(shí)，波長(zhǎng)極短的光很容易被半導(dǎo)體內(nèi)部吸收，并去碰撞

硅原子中的“價(jià)電子”使“價(jià)電子”獲得能量變成自由電子而逸出晶格，從而產(chǎn)生電子流動(dòng)。

結(jié)構(gòu)原理第六十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三PN結(jié)12一塊單晶半導(dǎo)體中，一部分摻有受主雜質(zhì)是P型半導(dǎo)體，另一部分摻有施主雜質(zhì)是N型半導(dǎo)體時(shí)，P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的交界面附近的過渡區(qū)稱為PN結(jié)。PN結(jié)有同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)兩種。用同一種半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)叫同質(zhì)結(jié)，由禁帶寬度不同的兩種半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)叫異質(zhì)結(jié)。第六十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三P型半導(dǎo)體（P指positive，帶正電的）：由單晶硅通過特殊工藝摻入少量的三價(jià)元素組成，會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)部形成帶正電的空穴。N型半導(dǎo)體（N指negative，帶負(fù)電的）：由單晶硅通過特殊工藝摻入少量的五價(jià)元素組成，會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)部形成帶負(fù)電的自由電子。第六十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三第六十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：太陽能電池的效率較低，成本較高優(yōu)點(diǎn)可靠性好使用壽命長(zhǎng)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件使用維護(hù)方便第六十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三特征（1）能源取之不盡:因?yàn)槭抢锰柲馨l(fā)電，能源取之不盡，沒有燃料費(fèi)用；（2）能源潔凈：不產(chǎn)生廢氣等有毒廢棄物，無環(huán)境污染，也沒有噪聲；（3）可以直接利用再用電的地方發(fā)電：可以直接安裝在需要用電的地方，如果在各家的屋頂上安裝太陽能電池，就可以直接滿足家庭用電需要。第六十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能電池的種類種類材料硅太陽能電池4單晶單晶硅多晶多晶硅非晶非晶硅化合物半導(dǎo)體太陽能電池Ⅲ-Ⅴ族砷化鎵系（GaAs)Ⅱ-Ⅵ族、其他銅銦硒系(CuInSe2)其他有機(jī)化合物聚乙炔(polyacctylcnc)第六十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三現(xiàn)在硅系太陽能電池在小面積上的轉(zhuǎn)換效率，單晶硅已經(jīng)達(dá)到23%，多晶硅達(dá)到18%，非晶硅達(dá)到13%。實(shí)用性太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，單晶硅為12-14%，多晶硅為12-14%，非晶硅為6-9%。全世界太陽能電池的年產(chǎn)量，1995年約為7.96萬kw,在10年中增加了2.5倍，同時(shí)成本也在降低。

第六十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三發(fā)電用太陽能電池的發(fā)展方向

要使發(fā)電用太陽能系統(tǒng)使用化，需要進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本，因此要在以下幾個(gè)方面繼續(xù)努力：（1）提高太陽能電池的性能、開發(fā)相關(guān)技術(shù)、開發(fā)低成本規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)；（2）創(chuàng)造出新的需求；（3）努力形成增大產(chǎn)量的正反饋機(jī)制，在技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)方面給予積極的支持。第七十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

隨著需求的增加，現(xiàn)在的結(jié)晶硅太陽能電池的生產(chǎn)面臨著原料不足的危機(jī)，需要盡快開發(fā)出低成本、適合大面積、大規(guī)模生產(chǎn)的薄膜太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)。第七十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三太陽能電池非晶硅（α-硅）系CdTe系銅銦硒（CIS）系薄膜硅系派生出CIGS太陽能電池新型電池染料敏化太陽能電池第七十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三

CIGS太陽能電池

CIGS是Cu(In1-xGax)Se2的縮寫，具有黃銅礦相結(jié)構(gòu)，是CuInSe2和CuGaSe2的混晶半導(dǎo)體。該材料可以在玻璃基板上形成缺陷很少的、晶粒巨大的、高品質(zhì)結(jié)晶，而這種粒徑尺寸是一般的多晶薄膜根本無法達(dá)到的。第七十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三電池優(yōu)點(diǎn)光電轉(zhuǎn)化效率高成本低壽命長(zhǎng)第七十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三CIS系薄膜的制備蒸發(fā)法硒化法濺射法噴涂法電鍍法激光消融法熱水解法鹵素輸運(yùn)法第七十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期三檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)低成本大面積規(guī)?；咝实谄呤?，共八十三頁，編輯于2023年，星期三染料敏化太陽能電池