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太阳能光热系统应用实例简析摘要：太阳能是一种清洁、高效而且可持续的可再生能源，充分利用太阳能是当前的大势所趋；深圳市属太阳能资源中等类型区，太阳能利用自然资源优越，本文根据深圳一个大型商住项目，对包括太阳能热水器，电热棒，热泵，燃气热水器，燃油热水器做了一个简要的经济技术分析比较，体现出太阳能热水器的一些优势。
摘要:太阳能光热系统实例简析太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一，我国太阳能热水器平均每平方米每年可节约100-150公斤标准煤。
20多年来，太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，目前我国家用太阳能热水器产量占世界第一位。
深圳市地处南海之滨，属南副热带季风气候，夏长冬短，夏无酷暑，冬无严寒。
深圳市年平均气温为23.7℃，最低气温为1.9℃，最高气温为37.1℃；全年平均总太阳辐射量为5225MJ/m2，年日照时数1975.0小时，年日照百分率为47％，属太阳能资源中等类型区。
其中5～9月份太阳辐射总量占全年的48％，7月份日照总量最大，月总辐射量为588.6 MJ/m2，2月份日照总量最小，月总辐射量为293.4 MJ/m2。
全年约80％的白天具有采集太阳热能的条件，太阳能利用自然资源优越。
以下将以具体工程来说明太阳能热水器的优势。
1.工程概况：本工程地处深圳市福龙路西侧，总占地面积60，900m2总建筑面积238，908m2 ，由11栋高层住宅、部分多层住宅、裙房商业、地下车库等组成，最高一栋建筑高度为64.9m，为一类商住楼。
其中多层住宅、高层塔楼屋顶复式、公共酒楼及恒温泳池需要热水供应。
2.太阳能热水器系统简介太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。
它是我国太阳能热利用中最为成熟和最为先进的产品。
为百姓提供环保、安全、节能、卫生的新型热水器产品。
2.1太阳能热水系统主要设备选型：太阳能热利用系统中，接受太阳能辐射并向水传递热量的部件，称为太阳能集热器。
一种太阳能光伏光热综合利用技术太阳能是一种清洁、可再生的能源，具有光伏和光热两大利用方式。
光伏利用太阳能将光能转化为电能，光热则是利用太阳能将光能转化为热能。
而太阳能光伏光热综合利用技术则将两种利用方式进行结合，以提高太阳能的整体利用效率。
本文将对太阳能光伏光热综合利用技术进行深入探讨。
一、光伏光热综合利用技术的原理太阳能光伏光热综合利用技术是指将光伏组件与光热集热器结合在一起，同时利用太阳能光伏发电和太阳能光热发电的技术。
该技术的原理是，在太阳能光伏发电阵列的背面，设置光热器件，用于将光伏组件背面的余热转化为热能。
在太阳能光伏组件上方设置光伏发电组件，实现光伏发电。
这样一来，既能够利用太阳能进行光伏发电，又能够利用太阳能进行光热发电，充分利用太阳能资源，提高能源利用效率。
2. 稳定发电：由于光伏和光热两种发电方式可以互补，太阳能光伏光热综合利用技术能够在不同天气条件下稳定发电，保障能源供应。
3. 节约空间：通过将光伏组件与光热集热器结合在一起，节约了光伏和光热两种发电方式各自占用的空间，提高了土地利用率。
4. 环保节能：太阳能是一种清洁、可再生的能源，利用太阳能进行发电减少了对化石能源的依赖，有利于减少温室气体排放，保护环境。
5. 经济效益：太阳能光伏光热综合利用技术可以降低能源成本，提高能源利用效率，具有较好的经济效益。
目前，太阳能光伏光热综合利用技术已经在一些太阳能发电项目中得到应用，取得了一些成功的实践经验。
不少科研机构和企业也在积极开展太阳能光伏光热综合利用技术的研发工作，探索更加高效的技术方案。
未来，太阳能光伏光热综合利用技术将继续得到技术上的突破和改进，更加高效的组件和系统将不断涌现。
政府的支持和政策的倾斜也将推动太阳能光伏光热综合利用技术得到更快速的发展。
太阳能光伏光热综合利用技术是一种具有广阔应用前景的技术，将对我国能源结构调整和能源安全起到重要作用。
相信在不久的将来，太阳能光伏光热综合利用技术将取得更大的突破和进展，为实现清洁、高效的能源利用做出更大的贡献。
光伏光热一体化系统的研究与应用随着全球对于环境保护的意识日渐增强，更加经济、高效、环保的能源利用方式逐渐成为人们探索的方向。
其中，光伏光热一体化系统作为一种新型智能能源利用方式，备受研究者和各界人士的关注。
一、光伏光热一体化系统的基本概念光伏光热一体化系统是将太阳能光伏发电和太阳能光热利用两种方式有机结合，将热能和电能进行高效利用的一种综合型能源系统。
在光伏光热一体化系统中，太阳能光伏电池板不仅可以产生电能供给日常生活和工业生产需要，同时也可以将热量输送到太阳能集热器，将太阳能转化为热能，用于暖气、热水、干燥等方面。
这一系统的优点在于：降低了太阳能的利用成本，加强了系统的稳定性和安全性，减少了对传统能源的依赖，对于缓解能源紧缺问题和降低碳排放有着很大的积极意义。
二、光伏光热一体化系统的技术原理光伏光热一体化系统的核心在于太阳能光伏电池板和太阳能集热器，并通过管道和交换器将热量输送到需要加热的设备上。
太阳能光伏电池板通过铝制支架并置于太阳光下，可以将太阳光的能量转化为电能，光伏电池板的电能可以直接供给电力系统。
太阳能集热器则是利用另一种方式同样收集太阳的光能，通过镜面反射，将光线聚焦到集热管上，并将热量传导到热水、蒸气和空气等媒介上，达到加热的目的。
两者的有机结合，实现了能量的充分利用，提高了光伏光热一体化系统的能源利用效率。
三、光伏光热一体化系统技术的应用光伏光热一体化系统技术已经在实际应用中得到了广泛的推广。
在生活和工业生产中，它的应用领域也变得越来越广泛。
在一些温暖地区，太阳能已经成为了主要的采暖能源，与传统的取暖方式相比，光伏光热一体化系统不仅更加环保，而且节约能源。
在工业生产中，例如食品生产及加工行业，利用光伏光热一体化系统的优势，可以在一定程度上降低生产成本和提高生产效率。
未来，光伏光热一体化系统还有着广阔的发展前景。
尽管光伏光热一体化系统技术在某些方面还需要改进，但其作为一种新兴的能源利用方式，已经逐渐成为探索可持续能源的重要领域之一。
光热、光电、光伏这三者有哪些区别？
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光热、光电、光伏这三者有哪些区别？
光热发电是利用太阳能热发电，太阳能光热发电是太阳能利用中的重要项目，只要将太阳能聚集起来，加热工质，驱动汽轮发电机即能发电。
太阳能发电分为光热发电和光伏发电。
通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。
光伏发
电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这种技术的关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电系统示例理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。
其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。
中国国产晶体硅电池效率在10至13％左右，国际上同类产品效率约12至14％。
由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。
光电是由光的作用产生的电，以光电子学为基础，综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种
工程应用课题的技术学科。
信息载体正在由电磁波段扩展到光波段，从而使光电科学与光机电一体化技术集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。
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绿建题库单选题：1、国家新型城镇化规划发展模式应采用密而不挤、集约式、（）模式。
A 紧凑式B城市扩张模式C高能耗式D广占地式A2、我国住房和城乡建设绿色发展领域包括（）、智慧城市、可再生能源、住宅产业化、海绵城市、城市综合管廊、低碳生态城区等7大领域。
A绿色建材B绿色建筑C智能建造D智慧住区B3、我国绿色建筑节能与能源利用关键技术包括外围护结构、空调设备与系统、（）、可再生能源系统、节能电梯等五大系统。
A门窗遮阳系统B屋面防水保温系统C能耗监测系统D照明系统C4、建筑节水的主要作法不包括（）。
A降低供水管网漏损率B强化节水器具的推广应用C再生水利用、中水回用和雨水利用D雨水、污水混和使用D 5、地源热泵系统是以岩土体、地下水、地表水为低温热源，由水源热泵机组、( )、建筑物内系统组成的供热空调系统。
A 地热能热泵B 污水源热泵C地热能交换系统D地下水源交换系统C6、根据地热能交换形式不同，地源热泵系统分类不包括（）。
A地埋管B地下水源C地表水源D废水源热泵系统。
D7、建筑能耗约占社会总能耗的30%，暖通空调能耗约占建筑总能耗的（）%。
A 30 B40 C50 D60 D8、太阳能利用技术不包括（）。
A 太阳能直接转化和利用技术B太阳能热利用技术C 太阳能光伏技术D太阳能光电技术D9、太阳能利用与建筑相结合常用的技术不包括（）。
A 光伏建筑一体化B光热建筑一体化C 光伏、光热建筑一体化D 太阳能采光通风一体化D10、城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象，如下（）不是其形成的原因。
A城市中的大气污染B城市中绿地、林木和水体的减少C透水路面D人工热源的影响C10、室内空气品质主要检测的内容不包括（）。
A含氧量B甲醛含量C氡的含量D颗粒物C11、室内空气品质直接影响着人的身体健康，因为人在室内的时间占比（）%。
A 50 B60 C 70 D 90 D12室内污染源种类包括化学污染、物理污染和生物污染，其中生物污染为（）。
光伏发电系统的多能互补与综合利用光伏发电系统作为一种清洁、可再生的能源发电方式，正日益受到全球范围内的重视和广泛应用。
然而，单一的光伏发电系统所产生的电能可能无法满足夜间或阴雨天等电力需求高峰时段的能源需求。
因此，提出了光伏发电系统的多能互补和综合利用技术，旨在优化能源利用效率，实现能源供需的平衡。
本文将从多能互补和综合利用两个方面展开论述。
一、多能互补技术多能互补技术利用不同能源之间的互补关系，将光伏发电系统与其他能源系统相结合，以获取更为稳定可靠的能源供应。
下面将以光伏发电系统与风能发电系统的互补为例进行阐述。
光伏发电系统与风能发电系统的互补可以通过两种方式实现。
第一种方式是光伏与风能发电系统的并网运行。
这种方式下，光伏与风能发电系统分别独立并网，通过光伏逆变器和风力发电机逆变器，将两个系统的直流电能转换为交流电能，并输入到市电网中。
这样一来，无论是白天还是风力较强的夜间，都能够利用两个系统所产生的电能，提供更稳定的电力供应。
第二种方式是光伏与风能发电系统的储能互补。
在这种方式下，光伏发电系统和风能发电系统分别通过储能设备将电能存储起来，以便在夜间或风力较弱的时候供电使用。
例如，通过安装可调控的储能电池组，可以将白天光伏发电系统所产生的电能储存起来，然后在晚上或晴雨天使用。
而当风力较强的时候，风能发电系统则可以将多余的电能储存到电池组中，以备不时之需。
通过光伏发电系统与风能发电系统的互补，不仅可以提高能源利用效率，实现电能供需的平衡，还能够降低对传统化石能源的依赖，减少温室气体的排放，进一步促进清洁能源的发展和可持续利用。
二、综合利用技术综合利用技术将光伏发电系统与其他能源利用系统进行有机结合，最大程度上实现能源的综合利用。
在这方面，光热发电技术和太阳能光热利用是两个常见的综合利用技术。
光热发电技术是利用光伏发电系统中太阳能电池板所产生的热能，通过热电转换模块将其转换为电能的技术。
通过在光伏发电系统上加装光伏热板，可以在发电的同时收集热能，通过热电转换模块将其转换为电能。
太阳能光热与光电耦合系统的研究与应用下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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光伏光热一体化系统设计与应用研究引言：随着能源需求的不断增长，传统能源资源的短缺和环境污染等问题日益凸显。
因此，可再生能源的利用显得尤为重要。
在可再生能源中，太阳能被广泛认可为最具潜力和可持续性的能源之一。
光伏光热一体化系统作为太阳能利用的一种重要形式，能够同时实现太阳能的光伏发电和光热利用，具有广阔的应用前景。
1. 光伏光热一体化系统概述光伏光热一体化系统是将光伏发电和光热利用两种利用形式有机结合的太阳能利用系统。
通过利用光伏模组转换太阳辐射为电能，同时利用光伏模组底部的热集热器将光伏模组余热转化为热能，实现光热联合利用。
该系统能够提高太阳能利用效率，增加能源利用效益。
2. 光伏光热一体化系统设计原理光伏光热一体化系统的设计原理关键是提高光伏模组的光电转换效率和底部热集热器的热能转化效率。
在光伏模组方面，采用高效转换效率的太阳能电池片和优化光伏模组结构设计能够提高光伏发电效率。
在底部热集热器方面，采用高效的热导体材料、优化集热器结构设计和合理的热传导路径，能够提高底部热集热器的热能转化效率。
同时，还需要合理设计光伏光热一体化系统的组织结构和运行控制策略，以实现系统的稳定和高效运行。
3. 光伏光热一体化系统的应用领域光伏光热一体化系统具有广泛的应用领域和市场前景。
首先，在建筑领域中，光伏光热一体化系统可以应用于建筑外立面、屋顶和阳台等空间，实现建筑物的能源自给自足；其次，在工业领域中，光伏光热一体化系统可以用于工业生产过程中的电力供应和热能供应；再次，在农业领域中，光伏光热一体化系统可以用于温室大棚的理想能源供应系统；最后，在区域供热领域中，光伏光热一体化系统可以用于地域集中供热，增强供热系统的可持续性和环保性能。
4. 光伏光热一体化系统的优势和挑战光伏光热一体化系统相比于单独的光伏发电系统和光热利用系统，具有以下优势：首先，它能够提高太阳能的利用效率，达到能源高效利用的目标；其次，通过光伏模组底部的热集热器，光伏光热一体化系统可以实现余热的回收和利用，提高能源利用效益；再次，光伏光热一体化系统具有较高的适应性和灵活性，可以根据需要进行组织结构和规模的调整，满足不同场景和需求。
引言随着节能减碳问题的日益紧迫，可再生能源的开发利用受到了越来越多的关注。
而太阳能作为一种储量巨大，分布广泛，清洁安全的新能源，已经在世界范围引起了广泛的重视。
太阳辐射到达地球表面的能量高达4×1015MW ，约为全球能耗的2000倍。
目前太阳能的主要利用方式有：太阳能光伏发电、太阳能热发电、太阳能制氢、太阳烟囱、太阳能制冷、太阳能热水器等。
其中太阳能光伏利用技术已经日益成熟，从光伏电站到太阳能路灯，太阳能光伏技术已经被广泛应用。
但在太阳能光伏利用方面仍存在两个亟待解决的问题：光伏发电成本较高以及光电转化效率相对较低。
工业生产的晶体硅太阳电池转化效率大约在16%~17%，转化效率较高摘要：太阳能储量巨大，分布广泛，清洁安全。
但太阳能光伏发电存在成本较高和能量转化效率较低的问题。
因此本文提出太阳能光电-光热综合利用方式。
通过聚光降低成本，通过分频综合利用提高系统效率。
在分频利用技术上，寻找具有特定吸收发射特性的纳米流体流经光伏电池上层，吸收光伏电池不能加以利用的部分能量。
此外，利用光学薄膜，将光伏电池可利用的波段反射给光伏电池，其余部分的能量透射用以其他形式的能量转换。
文章对两种太阳能光电-光热综合利用系统进行了设计和探索。
结果表明，通过光电-光热综合利用能够对太阳能利用效率实现有效提升。
关键词：太阳能；分频；纳米流体；光学薄膜；综合利用Solar Energy Optic-Electro and Optic-Thermal Composite Utilization SystemWei wei ，Luo zhong yang ，Zhao jia fei ，Shou chun hui ，Zhang yan mei ，Wu ting ting ，Ni ming jiang Abstract:solar energy is enormously reserved,widespread,safe and clean.But solar energy photovoltaic power cost is high and its conversion efficiency is low.So this article brings up Solar energy optic-electro and optic-thermal composite utilization.Through spotlights cost reducing and frequency division utilization it improves system efficiency.Based on frequency division technology,some specific absorption -emission characteristic nanometer fluid passing above photovoltaic battery will absorb some energy which can not be used by photovoltaic batter.Otherwise it will use optical thin-film to reflect some wave band which photovoltaic battery can use to photovoltaic battery,as for the rest energy,it will transmit into other means of conversion.This article discuss two ways of solar energy,designs and explores optic -electro and optic -thermal composite utilization system.The results shows that solar energy use efficiency improves a lot through optic-electro and optic-thermal composite utilization.Keywords:solar energy,frequency division,nanometer fluid,optical thin -film,composite utilization太阳能光电-光热综合利用系统魏葳1骆仲泱1赵佳飞1，2寿春晖1张艳梅1武婷婷1倪明江11浙江大学能源清洁利用国家重点实验室2大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室的产品也仅能达到约22%。
而在成本方面，德国、日本、美国等太阳能产业发达的国家都制定不同的政府补贴政策以支持光伏产业的发展。
我国按太阳能发电成本以及火电上网价格计算，太阳能发电每度仍需补贴1元。
[1-3]当太阳光照射到太阳能光伏电池上时，只有能量大于其半导体材料的禁带宽度的部分光子能量能够转化为电能。
此外的能量不仅不能转化为电能输出，还会变为废热造成光电转换效率下降。
由于这一特性和太阳能光伏利用的现存问题，本文提出了太阳能光电-光热综合利用的思路，并且有别于传统的太阳能电热联供系统，此思路基于对太阳光的分波段利用，将光电单元和光热单元分离。
本系统在很大程度上缓解聚光光伏系统中的热管理问题的同时，通过优化光电单元及光热单元的波段分配方案，能够进一步提高系统效率。
1通过纳米流体实现太阳能光电-光热综合利用通过调节纳米流体的纳米颗粒种类、颗粒浓度、颗粒形状、基液种类，基液酸碱度等参数，可以得到不同的流体辐射特性。
因此，本文基于纳米流体设计了新型的太阳能光电-光热综合利用系统。
相对于以水为上层工质的传统的太阳能电热联用系统，此系统基于直接吸收技术（Direct Absorption Collection），能够灵活调节上层工质的辐射特性实现对太阳光的全光谱利用。
同时，光热单元不再受制于光电单元，由纳米流体直接吸收太阳辐射部分能量进行光热转换，使得得到高温热能成为可能。
图1为本文提出的通过纳米流体实现太阳能光电-光热综合利用的系统结构示意图。
图中纳米流体a为能够与PV板的太阳光利用波段良好匹配实现对太阳能全光谱利用的具有特定辐射特性的纳米流体。
纳米流体b是基于纳米流体同时具有的良好的换热特性而应用在系统中的冷却工质，也可考虑将纳米流体a先流经此层进行预热然后进入上层吸收部分太阳辐射。
图中纳米流体a直接吸收部分太阳光能量进行光热转换，透过纳米流体a部分的能量照射在光伏电池板上进行光电转换。
1.1太阳能光电-光热综合利用系统对纳米流体辐射特性的期望如图2，AM1.5的太阳辐射波长主要分布在200nm-2500nm范围内。
而单晶硅太阳电池能够响应的太阳光波长主要分布在400nm-1100nm 范围内。
基于直接吸收技术（DAC），本文所提出的通过纳米流体实现的太阳能聚光分频利用系统期望纳米流体能够直接吸收波长小于400nm，或大于1100nm的太阳光辐射转化为热能，而将波长在400nm-1100nm范围内的太阳光透过供给光伏电池转化为电能。
因此，本系统对纳米流体辐射特性的期望为：在波长为400nm-1100nm范围内，其透射率趋近于1，在其余范围内，其吸收率趋近于1。
同理，在其他光伏系统中，参考光伏电池能够响应的太阳光波段，可以确定适用于该系统的纳米流体的辐射特性期望。
1.2纳米流体的制备及辐射特性测试作为纳米流体辐射特性研究的基础，本文分别采用一步法和两步法制备了稳定的纳米流体。
图3为两种制备方法的示意图。
本文采用醇介质中氨催化水解正硅酸乙酯，通过控制反应物与催化剂氨水的玻璃来制备不同粒径分布的单分散二氧化硅纳米流体[4]。
对比两种制备方法，一步法的分散效果和粒径控制更好，而两步法为物理分散，未引入杂质，且处理量较大。
本文借助UV-3150型紫外可见红外分光光度计对不同颗粒粒径，不同颗粒浓度等不同参数的纳米流体的透射率进行了测量和分析。
掺杂颗粒的等效粒径较大的流体其透射率较高，且吸收峰值所对应的波长略小。
随着颗粒粒径的减小，其比表面积增大，处于表面的原子数越来越多，增大了纳米材料的活性，在红外光场的作用下，原子和电子运动加剧，促使磁化、极化和传导运动，使光能转化为热能，从而增加了对光的吸收。
随着颗粒掺杂浓度的升高，颗粒对光的散射加强，流体的透射率明显下降。
1.3系统效率的理论计算基于弥散介质理论和遗传算法，根据系统对纳米流体辐射特性的期望，建立了反问题研究模型，寻找能够满足特定辐射特性的纳米流体组分及其配比。
并在此基础上建立了此系统的辐射传递模型和能量平衡模型，对系统在不同聚光条件下的性能进行了综合分析。
将通过理论计算寻找到的特定纳米流体和水分别应用于电热联供系统后观察系统效率与光强之间的关系。
可以看到，相对于水，通过纳米流体实现的太阳能光电-光热综合利用系统光热单元效率明显较高。
光热单元温度明显高于以水为工质的系统。
而随光强增强，其光电单元转化效率降低小于3%，其程度远小于以水为工质的系统。
对比系统有效输出能效率，同样可以看到，在高倍聚光条件下，采用纳米流体的系统优势更加明显。
2通过光学薄膜实现太阳能分频利用相对纳米流体在分波段利用方面的探索，在分光技术方面，光学薄膜技术已经相对成熟。
因此本文也采用光学薄膜实现太阳能分频利用的另一系统设计。
目前薄膜分频技术主要有复合干涉薄膜技术、棱镜折射分光技术、全息薄膜技术、荧光分光技术以及流体吸收层技术等。
本文采用复合干涉薄膜对太阳辐射进行分频，同时通过采用较复杂的多层纯电介质层代替金属层，改善了传统的金属－电介质多层干涉薄膜吸收损失较大的问题。
由于完全分离了光电单元和光热单元，光热利用形式灵活多样。
可以用于生活热水，可以直接供给温差电池热端，也可以用于斯特林发动机或太阳能热发电电厂进行发电。
2.1太阳能聚光分频利用系统的波段分配方案如图4，图中为一单晶硅太阳电池的外量子效率曲线，通过公式（1）可以计算得到该电池的效率曲线[5]。
在该系统中，热利用部分可以是多种形式。
以光热转化效率在全波长范围内为8%为例，可得到光热部分效率曲线和光电部分效率曲线的两个交点，如图所示。
因此，将光热转换效率高于光电转换效率的波长范围内的太阳光（λ<420nm ，λ>1120nm ）透射给光热单元，将光电转换效率较高的部分（420nm<λ<1120nm ）反射给光伏电池。
即本系统的波长分配方案。
η（λ）PV =I SC （λ）V OC FF φ（λ）A h c λ=EQE eV OC FF h c λ（1）2.2光学薄膜的设计及制作在太阳能分频利用系统中，为减少复杂系统带来的光学损失，要求分频薄膜在特定波段要实现高的反射率或透射率。
