关于太阳能电池——读书报告
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太阳能学习心得太阳能是一种十分常见的可再生能源, 它利用太阳的辐射能转化为电能或者热能。
太阳能在当今世界能源危机日益严重的情况下越来越受到人们的重视。
我在大学期间选择学习太阳能, 并在实践中积累了一些心得体会。
首先, 在学习太阳能方面, 我发现了其广阔的应用领域。
太阳能可以应用于家庭、商业和工业等各个领域。
在家庭方面, 太阳能可以用来供电、取暖和热水供应。
在商业和工业领域, 太阳能可以应用于建筑物的供电、空调系统和热水供应等。
太阳能的应用领域非常广泛, 不仅可以满足人们的日常生活需求, 还可以减少对传统燃料的依赖, 减少能源消耗, 降低温室气体的排放。
其次, 在学习太阳能的过程中, 我深刻认识到了太阳能的可再生性和清洁性。
太阳能是一种可再生能源, 太阳每天都会升起辐射能。
相比之下, 传统能源如煤炭、石油等是一种有限资源, 同时也会对环境造成严重的污染。
太阳能的利用不会产生尾气排放和噪音污染, 对环境友好, 有助于保护生态环境, 减少空气和水污染。
太阳能的可再生性和清洁性是它与传统能源的重要区别, 也是当今社会实现可持续发展的重要途径。
再次, 在学习太阳能的实践中, 我发现太阳能系统的组成和工作原理。
太阳能系统包括太阳能储热系统和太阳能发电系统两个部分。
太阳能储热系统通过太阳能集热器将太阳能转化为热能, 再通过热泵或者热储罐将热能储存起来, 用于供暖、取暖或者热水供应。
太阳能发电系统则通过太阳能光伏电池将太阳辐射能直接转化为电能, 这个过程被称作光电转换。
太阳能系统的设计和运行原理对于实现高效利用太阳能十分重要, 也是我在学习太阳能过程中必须掌握的知识。
最后, 在学习太阳能的实践中, 我也遇到了一些挑战和困难。
首先, 太阳能系统的安装和维护需要具备一定的技术和专业知识。
安装太阳能系统需要对建筑物结构和用电负荷有一定的了解, 同时还需要掌握电工和焊接等技能。
另外, 太阳能系统的维护工作也需要定期检修和保养, 确保系统的正常运行。
太阳能电池技术的研究报告摘要:太阳能电池作为一种可再生能源的重要组成部分,对于解决能源危机和减少环境污染具有重要意义。
本研究报告对太阳能电池技术进行了深入研究和探讨,包括太阳能电池的原理、材料、效率提升方法以及应用前景等方面。
通过实验和理论分析,本报告旨在为太阳能电池技术的发展提供参考和指导。
1. 引言太阳能电池是一种将太阳能直接转化为电能的装置,具有清洁、可再生、无噪音和低维护成本等优点。
随着能源需求的增加和环境问题的日益突出,太阳能电池技术逐渐受到广泛关注。
本节将介绍太阳能电池的发展历程和研究意义。
2. 太阳能电池原理太阳能电池的工作原理基于光电效应,即将光能转化为电能。
光子在太阳能电池中击中半导体材料后,激发出电子-空穴对,通过电场分离并收集,形成电流。
本节将详细介绍太阳能电池的基本原理和光电转换过程。
3. 太阳能电池材料太阳能电池的材料选择对其性能和效率具有重要影响。
本节将介绍常见的太阳能电池材料,包括硅、铜铟镓硒(CIGS)、钙钛矿等,并对其特性和应用进行比较分析。
4. 太阳能电池效率提升方法为了提高太阳能电池的效率,研究人员提出了多种方法和技术。
本节将介绍常见的效率提升方法,如多结构太阳能电池、光伏集成、光学增强等,并对其优缺点进行评估和分析。
5. 太阳能电池应用前景太阳能电池作为一种清洁能源技术,具有广阔的应用前景。
本节将探讨太阳能电池在建筑、交通、通信等领域的应用,并对其市场前景进行预测和展望。
6. 结论本研究报告对太阳能电池技术进行了全面深入的研究和探讨。
通过对太阳能电池的原理、材料、效率提升方法和应用前景等方面进行分析,可以得出太阳能电池技术在解决能源危机和减少环境污染方面具有重要意义。
未来的研究应继续关注太阳能电池效率的提升和成本的降低,以实现其更广泛的应用和推广。
关键词:太阳能电池;光电效应;材料选择;效率提升;应用前景。
太阳能电池的实验心得体会太阳能电池是利用太阳光的能量转化为电能的一种装置。
在进行太阳能电池的实验时,我深刻地感受到了太阳能的强大和可持续性。
通过这次实验,我对太阳能电池的原理、组成以及应用有了更深入的了解。
首先,在实验开始前,我对太阳能电池的原理进行了深入的学习。
我了解到,太阳能电池是由半导体材料制成的。
当阳光照射到太阳能电池上时,太阳能光子会击中半导体材料上的原子,使得部分原子中的电子获得足够的能量跃迁到导带中,形成电流。
这个过程是通过光生电流效应实现的。
通过这样的原理,太阳能电池可以将太阳光直接转化为电能,具有清洁、无污染、可再生等特点。
其次,在实验中我了解到太阳能电池的组成。
太阳能电池是由多个电池片组成的,每个电池片又由阳极、阴极、电解质和电极组成。
阳极和阴极之间的电解质是通过阳光光子的作用充当载流子,使得阳光光子变成电子并在阳极和阴极直接组成电流。
电极则是通过将阳极和阴极连接到电路中来接收电能,同时也可以将多个太阳能电池片串联或并联组成太阳能电池阵列,提高电能的输出。
然后,在实验中我亲自动手进行了太阳能电池的实际操作。
实验中我先是在太阳能电池板的上方用黑纸进行遮挡,观察太阳能电池的输出电压和电流的变化。
我发现,太阳光的直接照射可以使得太阳能电池的输出电压和电流明显提高,而遮挡后则明显下降。
这说明了太阳能电池对太阳光的依赖性以及太阳能的强大。
在实验过程中,我还发现了太阳能电池的使用范围。
太阳能电池可以应用在各个领域,如家庭照明、航天探测、交通灯、水泵供水等。
在家庭照明方面,太阳能电池可以将太阳能转化为电能,为家庭提供电力。
在航天探测方面,太阳能电池可以用作太空卫星和空间站的电源,提供电能支持。
在交通灯方面,太阳能电池可以驱动交通信号灯,减少对传统电源的依赖。
在水泵供水方面,太阳能电池可以用来驱动水泵,实现农村地区的供水。
最后,通过这次实验,我还了解到了太阳能电池的优缺点及未来发展趋势。
太阳能电池的优点主要有:清洁、无污染、可再生、利用范围广等。
有机太阳能电池报告经过这几堂课的学习我从中学到了一些关于有机太阳能的相关知识,虽然听进去的不多但是也有所收获,下面简要做下有机太阳电池的总结。
有机太阳能电池是成分全部或部分为有机物的太阳能电池,他们使用了导电聚合物或小分子用于光的吸收和电荷转移。
有机物的大量制备、相对价格低廉,柔软等性质使其在光伏应用方面很有前途。
通过改变聚合物等分子的长度和官能团可以改变有机分子的能隙,有机物的摩尔消光系数很高,使得少量的有机物就可以吸收大量的光。
相对于无机太阳能电池,有机太阳能电池的主要缺点是较低的能量转换效率,稳定性差和强度低。
有机太阳能电池的原理:太阳能电池的基本原理是基于半导体异质结或金属半导体界面附近的光伏效应,所以又称为光伏电池。
当光子入射到光敏材料时,激发材料内部产生电子和空穴对,在静电势能作用下分离,然后被接触电极收集,这样外电路就有电流通过。
在太阳光的照射下有机材料吸收光子,如果该光子的能量大于有机材料的禁带宽度E,就会产生激子(电子空穴对)激子的结合能大约为0.2~1.0 eV高于相应的无机半导体激发产生的电子空穴对的结合能。
因此激子不会自动解离.两种具有不同电子亲和能和电离势的材料相结触,接触界面处产生接触电势差,可以驱动激子解离。
有机太阳能电池以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料,以光伏效应而产生电压形成电流。
主要的光敏性质的有机材料均具有共轭结构并且有导电性,如酞菁化合物、卟啉、菁(cyanine)等。
有机太阳能电池按照器件结构可基本分为3类:(1)单质结(肖特基型)有机太阳能电池(2)异质结有机太阳能电池(p-n 异质结混合异质结即本体异质结级联结构)(3)染料敏化有机太阳能电池➢单质结(肖特基型)有机太阳能电池这是一种研究较早的太阳能电池,结构为:玻璃/电极/有机层/电极,如图a所示:对于单层结构的电池来说,其内建电场源于两个电极的功函数差或者金属与有机材料接触而形成的肖特基势垒。
太阳能电池研究报告太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,近年来受到越来越多的关注和研究。
本次研究报告将对太阳能电池的原理、发展历程、应用和未来发展进行分析。
太阳能电池的原理是通过光伏效应将太阳辐射中的能量转化为电能。
太阳能电池一般由半导体材料制成,利用半导体材料中的P型和N型材料之间的P-N结构,将太阳辐射通过激发电子进而产生电能。
太阳能电池的核心是太阳能电池芯片,其中主要的材料有单晶硅、多晶硅和非晶硅等。
太阳能电池的发展历程可以追溯至19世纪初。
当时科学家们发现某些物质可以产生电流,这就是光电效应的开端。
随着科学技术的不断进步,20世纪50年代开始有人试图将光电转换技术应用于实际生活中。
最早的太阳能电池效率较低,成本较高,仅可用于特定的应用场景。
然而,随着技术的突破和工艺的改进,太阳能电池的效率和性能不断提高,成本逐渐下降,使得太阳能电池越来越受到广泛关注。
太阳能电池目前已经在很多领域得到了应用。
在建筑领域,太阳能电池板可以用于屋顶的发电,实现自给自足的能源供应。
在农业领域,太阳能电池板可以用于灌溉系统和温室等设施的能源供应,提高农作物的产量和质量。
在交通领域,太阳能电池也可以用于电动车的充电系统,减少对传统电网的依赖。
此外,太阳能电池还被广泛应用于航天航空、电子产品和移动通信等领域。
尽管太阳能电池在应用领域已经取得了一定的突破,但仍然面临一些挑战和限制。
其中之一就是成本问题,太阳能电池的制造成本相对较高,需要通过技术进一步降低成本,使其更加普及和可行。
此外,太阳能电池的效率也需要进一步提高,以提高能源转换效率。
最后,太阳能电池的可靠性和耐久性也是需要关注的问题,确保其长期稳定运行。
在未来,太阳能电池有望成为主要的能源供应方式之一。
随着技术的发展和应用场景的拓宽,太阳能电池的效率和性能将不断提高,成本将不断降低。
同时,人们对清洁能源和可持续发展的需求也将推动太阳能电池的进一步发展。
预计在未来几十年内,太阳能电池将取代传统能源成为主要的能源供应方式之一。
人类为什么要利用太阳能读后感字人类为什么要利用太阳能读后感随着人类社会的不断发展,人们越来越重视环境保护和可持续发展。
这些问题不仅涉及我们的生存环境,还关乎我们的未来世界。
在这个背景下,太阳能作为一种可再生能源,受到越来越多人的关注和重视。
而一本名为《人类为什么要利用太阳能》的书籍,则以多种方式解答了人们的种种疑问。
阅读这本书籍的过程中,我深深感受到了作者对太阳能的热爱和崇拜之情。
他在文字中用简洁易懂的语言,让读者了解了太阳能的原理、应用、优势和发展前景。
从光伏发电、太阳能热、太阳能光化学到生物利用太阳能等多个方面,作者以大量图片和图表,生动地展示了太阳能在各个领域的应用及其效果。
通过一些有趣的例子,他还生动地说明了太阳能的不足之处和在实际应用中的一些挑战,这些信息不仅有助于提高我们的科学素养,还能引发我们对环境保护和能源利用的重视。
这本书籍的重要性,在于它为读者提供了一种全新的视角和思考方式。
传统的能源模式面临诸多挑战,如能源安全、环境污染、资源匮乏等等。
而太阳能技术,不仅可以解决现有的社会问题,还能够促进经济发展和社会进步。
相较于化石燃料,太阳能绿色、环保、可持续的特点更符合当今人类社会的发展方向。
因此,我们需要重新思考和规划能源的利用模式,采纳更加可持续的能源,这也是太阳能技术所具有的重要意义。
阅读了这些内容,我对太阳能技术的应用和前景产生了更深入的思考。
太阳能不仅是一种能源,更是一种生活方式。
在不断推进科技进步的今天,我相信我们能够利用太阳能技术开创更加美好的未来。
相信随着科技的不断发展和改进,我们能够开发出更加高效和便捷的太阳能技术并将其应用到日常生活的方方面面,使之成为我们生活中的不可或缺的一部分。
总之,作为一本科普读物,这本书籍生动地展示了太阳能在不同领域的应用。
它激发了我们对太阳能技术的认识和热情,引导我们正确地认识太阳能技术在当今社会发展中的重要意义,也让我们认识到科技进步的不断推进,才是实现可持续发展的基石。
太 陽 能 電 池 心 得 感 想
教師:陳龍泉 學生:李宗憲 學號:G990C001
陳老師這次介紹許多太陽能電池,其材料種類大致可分五種,分別為有機、無機、矽、染料敏化、塑膠太陽能電池。
基本原理-太陽能電池是以P 型與N 型半導體材料接合構成正及與負極。
當太陽光照射太陽電池時,陽光的能量會使半導體材料內部的正、負電荷分離(產生電子-電洞對)。
正、負電荷會分別往正(P 極)極、負(N 極)極方向移動並且聚集。
將太陽能電池正、負極接上負載時,將有電流流出可以對負載作功。
光觸媒反應機制:
光電轉換機理: 傳統太陽電池–主要是指那些吸收光子產生電子─空穴對及載流子傳輸同時進行的太陽電池。
激子太陽電池–指那些吸收光子產生激發態,再發生電子轉移的太陽電池。
填充因子:sc oc mp
mp I V V I :FF 光電轉換效率:light
oc sc light P V I FF P P ⨯⨯==max η
這堂課使我了解了其他種類的太陽能電池,以前顏老師曾經教過染料敏化太陽能電池因此對於太陽能電池有著些許概念,而經過這堂課的深入更明白太陽能的作用機理。
科普文读后感科普文是一种通过简单易懂的语言,向大众普及科学知识的文章。
它以通俗易懂的方式,介绍科学原理、科学发现和科技应用,帮助人们了解科学的重要性和影响。
阅读科普文可以拓宽知识面,增加对科学的兴趣和理解。
下面是我对一篇科普文的读后感。
我读了一篇关于太阳能发电的科普文,这篇文章详细介绍了太阳能的原理、应用和未来发展趋势。
通过阅读这篇科普文,我对太阳能发电有了更深入的了解。
首先,文章介绍了太阳能发电的原理。
太阳能发电是利用太阳能将光能转化为电能的过程。
太阳能电池板上的光伏电池通过光的照射产生电流,进而转化为电能。
这个过程非常简单,但却具有重要的意义。
太阳能是一种清洁、可再生的能源,不会产生污染物和温室气体,对环境友好。
其次,文章介绍了太阳能发电的应用。
太阳能发电已经广泛应用于家庭和工业领域。
在家庭中,太阳能电池板安装在屋顶上,可以将太阳能转化为电能,供家庭使用。
这样不仅可以减少对传统电力的依赖,还可以降低能源成本。
在工业领域,太阳能发电可以用于发电厂的建设,为城市提供清洁能源。
太阳能发电的应用范围越来越广泛,对于解决能源问题和保护环境都具有重要意义。
最后,文章讨论了太阳能发电的未来发展趋势。
随着科技的进步,太阳能发电技术也在不断改进。
研究人员正在努力提高太阳能电池板的效率和稳定性,以及降低成本。
未来,太阳能发电有望成为主要的能源来源之一,为人类提供清洁、可持续的能源。
通过阅读这篇科普文,我对太阳能发电有了更全面的了解。
我了解到太阳能发电是一种环保、可持续的能源,对于解决能源问题和保护环境具有重要意义。
我也了解到太阳能发电技术正在不断发展,未来有望成为主要的能源来源之一。
这篇科普文以通俗易懂的语言,将复杂的科学知识传达给读者,让我对太阳能发电有了更深入的认识。
总之,阅读科普文是一种拓宽知识面、增加对科学的兴趣和理解的好方法。
通过阅读科普文,我对太阳能发电有了更深入的了解,也对科学的重要性和影响有了更深刻的认识。
太阳能电池研究报告
太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,被广泛应用于可再生能源领域。
本报告旨在总结太阳能电池的原理、种类和应用,并探讨其在环境保护和能源转型中的重要性。
太阳能电池的工作原理是通过光生电效应将太阳能转化为电能。
在太阳光照射下,太阳能电池中的半导体材料释放出电子,从而产生电流。
常用的太阳能电池种类有多晶硅电池、单晶硅电池和薄膜太阳能电池等。
多晶硅电池是最早开发的太阳能电池,具有成本低、转换效率高的特点。
单晶硅电池则由一片单晶硅材料制成,转换效率更高,但成本也更高。
薄膜太阳能电池利用薄膜材料制成,柔软轻薄,适用于建筑和自动化设备等领域。
太阳能电池具有广泛的应用前景。
在家庭和商业建筑中,太阳能电池可以用来发电,减少对传统电网的依赖,实现自给自足。
在农村和偏远地区,太阳能电池可以为人们提供可靠的电力,改善生活条件。
在交通工具方面,太阳能电池被应用于充电宝、电动汽车等产品中,实现清洁能源的使用。
太阳能电池的应用对环境保护和能源转型具有重要意义。
传统能源主要依靠煤炭、石油和天然气等化石燃料,会产生大量的二氧化碳和其他温室气体,导致气候变暖和环境污染。
而太阳能电池使用太阳能源,不产生污染物,对环境影响较小。
此外,太阳能电池的使用还可以减少对传统能源的需求,降低对能源资源的压力。
总之,太阳能电池是一种重要的可再生能源技术,具有广泛的应用前景。
通过研究和发展太阳能电池技术,可以推动环境保护和能源转型,建设可持续发展的社会。
太阳能电池研究报告摘要:本文旨在对太阳能电池的研究进行全面的描述和分析。
首先介绍了太阳能电池的原理和分类,包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化太阳能电池以及有机太阳能电池。
然后,对太阳能电池的性能和优势进行了评估,包括高效率、环保、可再生等特点。
接着,分析了太阳能电池面临的挑战和未来发展的前景。
最后,给出了对太阳能电池未来研究的建议。
1. 引言太阳能电池作为一种高效率、环保、可再生的能源转换装置,近年来得到了广泛的研究和应用。
随着能源危机和环境污染问题的日益严重,太阳能电池的研究和发展具有重要意义。
2. 太阳能电池的原理和分类太阳能电池是利用光电效应将太阳能转化为电能的设备。
根据材料的不同,太阳能电池可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化太阳能电池以及有机太阳能电池。
各种太阳能电池的结构和工作原理有所不同,但基本原理都是将光能转化为电能。
3. 太阳能电池的性能和优势太阳能电池具有高效率、环保、可再生等优点。
高效率是太阳能电池的一大特点,能够将太阳能有效地转化为电能。
此外,太阳能电池不会产生二氧化碳等有害物质,对环境友好。
同时,太阳能是源源不断的可再生能源,具有长期稳定的能源供应。
4. 太阳能电池面临的挑战和发展前景太阳能电池发展面临一些挑战,包括成本高、效率低、材料稀缺等问题。
此外,太阳能电池在储能、稳定性等方面还存在一定的问题。
然而,随着科技的进步和研究的深入,太阳能电池的发展前景仍然广阔。
未来,太阳能电池有望在能源供应、环境保护等方面发挥重要作用。
5. 太阳能电池研究的建议为了进一步提高太阳能电池的效率和降低成本,可以从以下几个方面进行研究。
首先,研发新型的材料,提高太阳能电池的光电转换效率。
其次,改进制造工艺,降低太阳能电池的生产成本。
同时,加强对太阳能电池的稳定性和可靠性研究,提升其在实际应用中的性能。
结论:本文综合介绍了太阳能电池的原理和分类、性能和优势以及面临的挑战和发展前景。
通过对太阳能电池的研究,我们可以更好地了解太阳能电池的工作原理和应用前景,为进一步研发和应用太阳能电池提供参考和指导。
浅谈太阳能光伏----《理论专题物理选讲》读书报告摘要:本文简单的介绍了太阳能方面的一些知识,有助于理解太阳能光伏的一些基础理论和一些实际的应用。
主要是叙述了太阳能电池发电原理、晶体硅太阳电池的制作过程、太阳电池基本性质、太阳能“光电转换器”等方面的知识。
关键字:太阳能晶体硅电池光电转换器1.太阳能电池发电原理:太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。
能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。
它们的发电原理基本相同,现已晶体硅为例描述光发电过程。
P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
如图1所示。
当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的的实质是:光子能量转换成电能的过程。
2、晶体硅太阳电池的制作过程: "硅"是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。
自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维,20世纪末,我们的生活中处处可见"硅"的身影和作用,晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快的。
生产过程大致可分为五个步骤:a)提纯过程 b)拉棒过程 c)切片过程 d)制电池过程 e)封装过程. 如下图所示:3、太阳电池的应用: 上世纪60年代,科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术-----通信卫星供电,上世纪末,在人类不断自我反省的过程中,对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切,不仅在空间应用,在众多领域中也大显身手。
如:太阳能庭院灯,太阳能发电户用系统,村寨供电的独立系统,光伏水泵(饮水或灌溉),通信电源,石油输油管道阴极保护,光缆通信泵站电源,海水淡化系统,城镇中路标、高速公路路标等。
在世纪之交前后期间,欧美等先进国家光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然村落供电系统纳入发展方向。
太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。
光伏电源系统的组成:a)a)直流负载系统b)交流负载系统.4、太阳电池基本性质:a)光电转换效率η%:评估太阳电池好坏的重要因素。
目前:实验室η≈24%,产业化:η≈15%。
b)单体电池电压V:0.4V---0.6V 由材料物理特性决定。
c)填充因子FF%:评估太阳电池负载能力的重要因素。
几何意义用I-V曲线图来表示:阴影部分为负载面积,填充因子的数学表达形式:FF=(Im*Vm)/(Isc*Voc)其中:Isc--短路电流, Voc--开路电压, Im--最佳工作电流, Vm--最佳工作电压; d)标准光强与环境温度地面:AM1.5光谱,1000W/m2,t=25℃; e)温度对电池性质的影响。
例如:在标准状况下,AM1.5光强,t=25℃ 某电池板输出功率测得为100Wp,如果电池温度升高至45℃时,则电池板输出功率就不到100Wp.5.太阳能“光电转换器”一束光照在半导体上和照在金属或绝缘体上效果截然不同。
由于金属中自由电子如此之多,以致光引起的导电性能的变化完全可忽略。
绝缘体在很高温度下仍未能激发出更多的电子参加导电。
而导电性能介于金属和绝缘体之间的半导体对体内电子的束缚力远小于绝缘体,可见光的光子能量就可以把它从束缚激发到自由导电状态,这就是半导体的光电效应。
当半导体内局部区域存在电场时,光生载流子将会积累,和没有电场时有很大区别,电场的两侧由于电荷积累将产生光电电压,这就是光生伏特效应,简称光伏效应。
太阳电池就是利用这种效应制成的。
当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。
被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子—空穴对。
这样,光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P—n结,则在P型和n型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向n区,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,在P—n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。
光生电场的一部分除抵销势垒电场外,还使P型层带正电,n型层带负电,在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。
若分别在P型层和n型层焊上金属引线,接通负载,则外电路便有电流通过。
如此形成的一个个电池元件,把它们串联、并联起来,就能产生一定的电压和电流,输出功率。
制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。
目前,技术最成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。
所以,将入射太阳光能转换成电能的半导体器件称为太阳能电池。
它一般由两种不同导电类型的同质或异质半导体构成。
目前,在空间或地面获得应用的只有硅电池,研究得比较成熟的还有砷化镓电池、硫化镉电池。
硅太阳能电池是1954年由美国皮尔逊等人首次制成,1958年首次应用在“先锋1号”卫星上。
1958年,我国亦开始研究太阳能电池,在1971年3月发射的科学实验卫星上首次应用,随着硅电池制造成本的逐年降低和技术的日益成熟,太阳能电池必将获得更广泛的应用。
6.太阳电池的应用的主要领域:1.用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等,用语边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
2. 交通领域:如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
3. 通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
4. 石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
5.家庭灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
6.光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。
7.太阳能建筑:将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。
8.其他领域包括:(1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。
目前美国、欧洲各国特别是德国及日本、印度等都在大力发展太阳电池应用,开始实施的"十万屋顶"计划、"百万屋顶"计划等,极大地推动了光伏市场的发展,前途十分光明。
7.太阳能电池:太阳能电池是利用电池将光的能量直接转变成电能,太阳光是宇宙取之不尽,用之不竭的天然能源,又具安全、方便及无污染的特性,故太阳能再生能源的开发利用有其必要性。
太阳能电池的种类:太阳能电池的种类有单晶硅及非晶硅、多结晶硅三大类,而目前市场应用上大多为单晶硅及非晶硅。
(1)单结晶硅太阳电池,单晶硅电池最普遍,多用於发电厂、充电系统、道路照明系统及交通号志等,所发电力与电压范围广,转换效率高,使用年限长,世界主要大厂,如德国西门子、英国石油公司及日本夏普公司均以生产此类单晶硅太阳能电池为主,市场占有率约五成,单晶硅电池效率从11%~24%,太空级 (蒸镀式) 晶片从16%~24%,当然效率愈高其价格也就愈贵。
(2)多结晶硅太阳电池,多晶硅电池的效率较单晶硅低,但因制程步骤较简单,成本亦低廉,较单晶硅电池便宜20%,因此一些低功率的电力应用系统均采用多晶硅太阳电池。
8。
太阳光发电和太阳热发电:地球所接受的太阳能功率,平均每平方米为1353千瓦,这就是所谓的“太阳常数”。
也就是说,太阳每秒钟照射到地球上的能量约为500万吨煤当量。
就是这些能量比目前全世界人类的能耗量大3.5万倍。
虽然很久以来,人们在不同程度地利用着其能量,最近,温水器的直接利用,空调、太阳能电池的电力供给以及太阳能住房等方面都有了很大发展。
很自然的想法是向太阳要电能,但怎样有效的利用太阳所恩赐的能量,使其成为下世纪的一大可利用能源,是新能源开发中的一个重要课题。
太阳能转换为电能有两种基本途径:一种是把太阳辐射能转换为热能,即“太阳热发电”;另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能,即“太阳光发电”。
太阳热发电,全世界以以色列的技术最为先进。
吸取加州的技术,巴西、印度、摩洛哥正在计划进行设备的建设,世界银行已开始提供资金给开发中的国家。
入射到地球表面的太阳能是广泛而分散的,要充分收集并使之发挥热能效益,就必须采取一种一种能把太阳光发射并集中在一起,变成热能的系统。
一种方法是采取一种能把太阳光发射并集中集中加热,转换成为高温水蒸气,以蒸汽涡轮机变换为电。
也可以采用抛物面型的聚光镜将太阳热集中,使用计算机让聚光镜追随太阳转动。
后者的热效率很高,将引擎放置在焦点的技术发展的可能性最大。
除了太阳热发电技术外,目前人类社会也在大力开发太阳光技术。
太阳辐射的光子带有能量,当光子照射半导体材料时,光能便转换为电能,这个现象叫“光生伏打效应”。
太阳电池就是利用光生伏打效应制成的一种光电器件。
太阳电池与普通的化学电池(干电池、蓄电池)完全不同,是一种物理性质电源。
虽然太阳光一照射太阳电池就能发电,但它与一般的发电机大相径庭,它无旋转和磨损,能静悄悄地发电。
9.太阳能利用技术:人类直接利用太阳能有三大技术领域,即光热转换、光电转换和光化学转换,此外,还有储能技术。
太阳能化学转换包括:光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应,目前该技术领域尚处在实验研究阶段。
太阳光电转换,主要是各种规格类型的太阳电池板和供电系统。
太阳电池是把太阳光直接转换成电能的一种器件。
太阳电池的光电效率约10-14%,其产品类型主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅。
国内产品(指光电装置全部费用)价格约60-80元/峰瓦。
太阳电池的应用范围很广。
例如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、黑光灯、航标灯、铁路信号灯等。
太阳光热转换技术的产品最多。
例如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具。