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1、太阳能技术应用,主讲：万少华,一、太阳能能量转换（概述）,太阳能是一种辐射能，具有即时性，必须即时转换成其它形式能量才能利用和贮存。将太阳能转换成不同形式的能量需要不同的能量转换器，集热器通过吸收面可以将太阳能转换成热能，利用光伏效应太阳电池可以将太阳能转换成电能，通过光合作用植物可以将太阳能转换成生物质能，还有转化成氢能和各种机械能等等。原则上，太阳能可以直接或间接转换成任何形式的能量，但转换次数越多，最终太阳能转换的效率便越低。,一、太阳能能量转换（章节）,1、太阳能-热能转换,太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技术和装置（集热器），对
2、太阳能进行采集 太阳能集热器是吸取太阳辐射能并向物质（水或空气）传递热量的装置，是太阳能热水器最重要的组成部分，其性能与成本对太阳能热水器的优劣起决定性作用。目前，太阳能集热器主要有平板、全玻璃真空管、热管式真空管三种。,返回,1、太阳能-热能转换(平板集热器),平板集热器是在17世纪后期发明的，但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳能低温利用领域，平板集热器的技术经济性能远比聚光集热器好。,1、太阳能-热能转换(真空管集热器),真空集热管大体可分为：全玻璃真空集热管，玻璃-U型管真空集热管，玻璃。金属热管真空集热管，直通式真空集热管和贮热式真空集热管。,1、太阳能-热能转
3、换(聚光集热器),聚光集热器主要由：聚光器、吸收器和跟踪系统三大部分组成。,2、太阳能-电能转换,电能是一种高品位能量，利用、传输和分配都比较方便。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础，世界各国都十分重视，其转换途径很多，有光电直接转换，有光热电间接转换等.这里简单介绍光电直接转换器件-太阳电池。,返回,2、太阳能-电能转换,举例,2、太阳能-电能转换,目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24（4cm2)，多晶硅电池18.6（4cm2），InGaPGaAs双结电池3028（AM1），非晶硅电池145（初始）、128（稳定），碲化镉电池158，硅带电池146，二氧
4、化钛有机纳米电池1096。我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池204（2cm2cm），多晶硅电池145（2cm2cm）、12（10cm10cm），GaAs电池201（lcmcm），GaAsGe电池195（AM0），CulnSe电池9（lcm1cm），多晶硅薄膜电池136（lcm1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池86（10cm10cm）、79（20cm20cm）、62（30cm30cm），二氧化钛纳米有机电池10（1cm1cm）。,3、太阳能-氢能转换,氢能是一种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其它途径转换成氢能，即太
5、阳能制氢，其主要方法如下：1、太阳能电解水制氢。2、太阳能热分解水制氢。3、太阳能热化学循环制氢。4、太阳能光化学分解水制氢。5、太阳能光电化学电池分解水制氢。6、太阳光络合催化分解水制氢。7、生物光合作用制氢。,返回,3、太阳能-氢能转换,举例,4、太阳能-生物质能转换,通过植物的光合作用，太阳能把二氧化碳和水合成有机物（生物质能）并放出氧气。,光合作用是地球上最大规模转换太阳能的过程，现代人类所用燃料是远古和当今光合作用固定的太阳能，目前，光合作用机理尚不完全清楚，能量转换效率一般只有百分之几，今后对其机理的研究具有重大的理论意义和实际意义。,返回,4、太阳能-生物质能转换,举例,5、太阳
6、能-机械能转换,20世纪初，俄国物理学家实验证明：光具有压力。20年代，前苏联物理学家提出，利用在宇宙空间中巨大的太阳帆，在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进，将太阳能直接转换成机械能。科学家估计：在未来1020年内，太阳帆设想可以实现。通常，太阳能转换为机械能，需要通过中间过程进行间接转换。,返回,二、太阳能技术的应用(硅太阳能电池板),据Dataquest的统计内容显示：现在全世界共有136 个国家投入普及运用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品。以后几年里,全球有将近上万厂商向市面给予光电池和以光电池为电源的产品。,（附
7、）1硅太阳能电池工作原理与结构图,右图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边得四个电子。当硅晶体中掺入其他得杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就能存在着一个空穴，它得形成可以参照下面的图片。,左图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边得四个电子。而黄色得表示掺入得硼原子，这原因是硼原子附近必须3个电子，因 此就能导 致入图所示得蓝色得空穴，这空穴这原因是没有电子而变得非常不稳定，容易吸收电子而中和，形成P（positive）型半导体。,（附）1硅太阳能电池工作原理与结构图,当晶片受光后，PN结中，N型半导体得空穴往P型区移动，而P型区中得电子往N型区移动，以此形成从N型区到P型区得电流。接着在PN结中形成电势差，这就形成了电源。(如下面的图片所示）,（附）2硅太阳能电池的生产步骤,谢谢观看，再见！,
