太陽能電池相關知識

太陽能電池”就是太陽能發(fā)電的應用嘛。

象太陽能熱水器，太陽能汽車，用太陽能電池的計算器等都是。

下面是關于太陽能的介紹，你看看

據(jù)專家預測，今后20～30年內(nèi)，全球能源結構必將發(fā)生根本性的變化，到本世紀50年代，新能源與可再生能源將在整個能源構成中占50%。太陽能作為一種開發(fā)潛力巨大的新能源和可再生能源，早已引起了世界各國的廣泛關注，我國也在這方面做了大量的研究，遺憾的是許多年過去了，太陽能發(fā)電在人們看來一直是一個距離遙遠的概念和符號，可以感覺到它的美好但親近不得，那么太陽能發(fā)電的門檻究竟有多高，遲遲不能產(chǎn)業(yè)化的結癥又在那里，這新能源發(fā)電的主角之一何時華麗登場，都是人們想解開的迷局……

太陽能究竟有多大能量

根據(jù)世界能源權威機構的分析，世界已探明的主要礦物燃料儲量和開采量不容世人樂觀。石油剩余可采年限僅有41年，其年占世界能源總消耗量的40.5%；天然氣剩余可采年限61.9年，其年占世界能源總消耗量的24.10%；煤炭剩余可采年限230年，其年占世界能源總消耗量的25.2%；鈾剩余可采年限73年，其年占世界能源總消耗量的7.6%；另有水力，其年占世界能源總消耗量的2.6%。

傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，能源問題已經(jīng)成為不容忽視的全球性問題。尋找新能源，已經(jīng)成為當務之急。很快人們就把目光聚焦在了身邊的可再生能源，風能、太陽能、地熱、生物質發(fā)電……這些新能源都成為替代傳統(tǒng)一次性能源的新目標。而每天豐富的太陽輻射能是取之不盡、用之不竭的，無污染，廉價，是人類能夠自由利用的能源，成為最先納入人們視野的最佳選擇。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，如果把地球表面0.1%的太陽能轉為電能，轉變率為5%，每年發(fā)電量可達5.6×1012萬千瓦時，相當于目前世界上能耗的40倍左右。我國是太陽能資源豐富的國家之一。我國有荒漠面積108萬平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū)。1平方公里面積可安裝100兆瓦光伏陣列，每年可發(fā)電1.5億度；如果開發(fā)利用1％的荒漠，就可以發(fā)出相當于我國2003年全年的耗電量。目前，在我國的北方、沿海等很多地區(qū)，每年的日照量都在2000小時以上，海南更是達到了2400小時以上，是名副其實的太陽能資源大國。

如此巨大的能源儲備，我們開發(fā)的情況又是如何呢？

我國太陽能產(chǎn)業(yè)淪為國外環(huán)保產(chǎn)業(yè)加工廠

太陽電池能將太陽能轉換成直流電能，太陽電池的生產(chǎn)是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中最關鍵的一環(huán)。目前世界上應用最廣泛的太陽電池是晶體硅太陽電池，而生產(chǎn)晶體硅太陽電池的原材料——高純度多晶硅在我國卻極度短缺，絕大部分需要依賴進口。據(jù)中國工程院的專家調(diào)查，2005年我國對多晶硅的需求量為3800噸，其中光伏產(chǎn)業(yè)需求2691噸，而2004年我國多晶硅的產(chǎn)量只有60噸，即使全部供應光伏產(chǎn)業(yè)，也僅是市場需求的2.6%，其余只能依賴進口。從而形成了中國光伏產(chǎn)業(yè)著名的“兩頭在外”現(xiàn)象：九成以上的原材料依賴進口，九成以上的產(chǎn)品出口。表面上原因是太陽能電池成本過高，暫不適于國內(nèi)廣泛應用。而造成這一現(xiàn)象直接原因在于技術跟不上，原材料受控。

太陽能光伏電池的制造鏈為：石英砂——多晶硅——切割變?yōu)楣杵ɑ蛘咦優(yōu)閱尉Ч瑁姵匾约半姵亟M件（單個電池片無法發(fā)電），再將組件組合，最后安裝在工程項目上用于發(fā)電?？鐕緣艛嗟漠a(chǎn)品，恰恰就是多晶硅。全球的七大公司，幾乎控制了所有的高純度多晶硅銷售和制造，他們既不合作、也不合資，技術完全封閉。

事實上，多晶硅的上游原材料石英砂在我國并不缺乏。不少海外的多晶硅公司都從中國直接采購。但中國企業(yè)對于硅的提純技術，一直毫無進展。上世紀90年代，國內(nèi)有40多家小型公司都在研究多晶硅技術，但就是沒有一家公司可以承擔大型的多晶硅生產(chǎn)。技術瓶頸無法突破，處處畢將受制于人，所以即使有原材料無技術，也只能成為廉價的國外環(huán)保產(chǎn)業(yè)加工廠。從而也導致了我過太陽能產(chǎn)業(yè)裹足不前。太陽能電池發(fā)電的成本與傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電成本比，目前太陽能發(fā)電的上網(wǎng)電價則約為3.5元/千瓦時，是普通發(fā)電機組上網(wǎng)電價的10倍左右，如此高昂的費用，顯然沒有普及的可能，所以我們也只好在享受暖暖陽光的同時，看著大量的能源在身邊流失，而無能為力！

多條腿走路，尋求中國太陽能發(fā)電新出路

為了使太陽能發(fā)電早日親近于民，國內(nèi)研究機構也做了大量的工作。近日，日本科學技術振興機構牽頭、中國武漢理工大學、清華大學、上海硅酸鹽研究所及日本宇宙特種研究開發(fā)機構、日特種宇宙技術振興財團、東芝以及日本東北大學參與的太陽能光熱復合發(fā)電系統(tǒng)將繼續(xù)進行共同開發(fā)，并將于今年4月開始在我國內(nèi)蒙古的沙漠地區(qū)進行為期一年的耐久性模型試驗，且逐漸轉入無人運行。太陽能光熱復合發(fā)電系統(tǒng)是利用可見光及普通太陽能系統(tǒng)無用或有害的紅外線的新型發(fā)電體系。該系統(tǒng)通過特殊鏡頭把集聚的太陽光分離為可見光線和紅外線，可見光線經(jīng)過反射用于小型太陽能電池，紅外線透過特殊鏡頭用于電熱發(fā)電模塊發(fā)電。由于同時利用了可見光和紅外線兩種能源，發(fā)電效率是現(xiàn)行太陽能發(fā)電的2倍。此外該系統(tǒng)還可利用廢熱提供熱水，太陽能利用率達到了65％以上。由于沒有可拆卸零件，是一種免維修的發(fā)電方式，適用于沙漠地區(qū)。該系統(tǒng)作為國家支援西部地區(qū)“光明工程"的一部分，將為中國西部2300萬缺少電力的家庭提供電力。

近日還有消息傳來，中國科技大學研制出一種新型定日鏡，能有效跟蹤太陽的旋轉，這使得利用太陽能發(fā)電有望比煤電發(fā)電內(nèi)部成本更低廉。這種定日鏡的鏡面對任何方位太陽光的入射，均能有效地消除由鏡面設計的缺陷而造成的像差，能有效地跟蹤太陽的旋轉，其控制體系能由通常定日鏡所需二維控制降為只需進行一維控制。由于太陽能聚光鏡成本的大幅度降低，人類將獲得比煤電內(nèi)部成本更為低廉的電力。

由此可見，通過多方努力太陽能發(fā)電在中國并非是在電力緊張時的一個新能源概念炒作，多年來只聽樓梯響不見主角登場的局面也將成為過去式，太陽能作為最具潛力且資源最豐富的可再生新能源，其大量應用于發(fā)電的日子不會叫我們等很久！

國外太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

德國：巴伐利亞州將建成大型太陽能發(fā)電場

太陽能發(fā)電技術位居世界前列的德國，在巴伐利亞州法蘭哥尼亞地區(qū)的阿恩施泰因建成大型的太陽能發(fā)電場，其發(fā)電功率為12.4兆瓦，可以同時滿足3500戶家庭的用電需要。

這座太陽能發(fā)電場占地77公頃，將擁有1500套太陽能發(fā)電裝置。它由兩家私人企業(yè)聯(lián)合策劃，建成后發(fā)電功率是目前世界上最大的5兆瓦風力發(fā)電站的兩倍多。這兩家企業(yè)計劃完全通過私人購買的方式，籌集建場所需的7500萬歐元。個人購買套太陽能發(fā)電裝置的需要先投資1.44萬歐元。據(jù)調(diào)查，這種集資建太陽能發(fā)電場的全新途徑在德國有著廣闊的發(fā)展前景。

生產(chǎn)可再生能源的現(xiàn)代科學技術在德國一直廣受歡迎。德國環(huán)境部委托該國Forsa市場調(diào)查機構于2005年5月初進行調(diào)查，調(diào)查結果顯示，接近62%的德國人認為應該增加在可再生能源方面的投入。大部分受訪者支持利用風力發(fā)電，并贊同努力在未來20至25年內(nèi)實現(xiàn)。利用海上風力發(fā)電站，可滿足該國15%的電力需求。

在未來20年至30年內(nèi)，太陽能是另一個將獲得長足發(fā)展的能量來源。調(diào)查結果還顯示，有85%的德國民眾將太陽能視為替代傳統(tǒng)能源的理想選擇。

日本：自家發(fā)電還能賣給政府

1973年第一次石油危機的爆發(fā)對日本產(chǎn)生了重大影響，石油危機終結了日本經(jīng)濟高速增長的時代。此后，日本政府提倡節(jié)省能源，加強新能源開發(fā)，放寬能源限制，大力開發(fā)新能源，采用太陽能、風能、燃料電池、氫能、超導能等。日本正在極力謀求多角度、全方位的能源安全措施，通過這些努力來保護環(huán)境，構筑新層次的可持續(xù)發(fā)展的社會。在替代能源和節(jié)能技術的研發(fā)上，日本舍得投入，力圖確保未來能源科技的制高點，推出"新陽光計劃"，每年撥款570多億日元研究再生能源技術、能源輸送與儲存技術等。

在日本，太陽能發(fā)電是非常普及的。在家庭方面，太陽能發(fā)電普及的難點就是費用非常高。購買太陽能發(fā)電裝置的費用能否比電費合算是關鍵，這在以前也是做不到的。當時的太陽能發(fā)電裝置很難賣出去，正是因為賣的數(shù)量少，所以不能大規(guī)模批量生產(chǎn)。

現(xiàn)在，家庭購買這種裝置，一半的費用由政府來補貼，所以現(xiàn)在賣出去的越來越多，價格也隨之降低了。據(jù)了解，10年前，日本3千瓦的發(fā)電設備價格約為600萬日元，這大概夠交幾十年的電費，而現(xiàn)在的市場價格降低了一半。折合成人民幣，約從40萬元降到了20萬元左右。

在日本使用太陽能發(fā)電裝置還有一個獨特的好處：白天不用電，而是發(fā)電賣給電力公司或者政府，而后者也積極收購，這樣得到的收入可以用來抵消部分電費。根據(jù)統(tǒng)計資料可以看到一個有意思的情況--在普及了太陽能發(fā)電裝置的家庭，節(jié)電工作反而做的更好。

經(jīng)過多年的苦心經(jīng)營，日本成為世界上能源利用效率最高的國家之一（為美國的2.75倍）。日本的太陽能技術全球獨領風騷，2002年日本的太陽能發(fā)電量占全球總量的46%。

韓國：2006年將建設世界最大太陽能電廠

韓國全羅南道政府日前稱，他們將于4月份與美國公司一起建設世界最大太陽能電廠，每小時發(fā)電17兆瓦。

該電廠發(fā)電量遠遠超過德國同類型電廠每小時5兆瓦發(fā)電量，目前屬世界最大的太陽能發(fā)電廠。

早些時候，全羅南道政府與美資全資擁有的Kore集團達成項目協(xié)議，該項目注入外資1．5億美元。

該協(xié)議是根據(jù)地區(qū)政府與美國公司2004年諒解備忘錄（MOU）在朝鮮半島木浦市建設太陽能發(fā)電廠。MOU明確Kore集團為項目提供資金并實施監(jiān)督。

以色列：立法推動太陽能開發(fā)

眾所周知，以色列是一個日照充足、太陽能資源條件較好的國家，在太陽能利用技術的研究與開發(fā)方面，不但受到政府主管部門、研究機構和企業(yè)的高度重視，同時，還與美國、歐洲、澳洲等國家和地區(qū)有廣泛的合作關系，從而使以色列在此領域一直處于世界領先行列。

一座占地1000英畝、發(fā)電功率為50萬千瓦的世界最大的太陽能發(fā)電廠，將在以色列南部內(nèi)蓋夫沙漠中建設。該太陽能電廠一期發(fā)電能力將達10萬千瓦，到2012年工程全部完工時，發(fā)電能力將達到50萬千瓦，發(fā)電量約占以全國電力生產(chǎn)的5%。長期以來，以色列一直重視對太陽能技術的研究與開發(fā)，國內(nèi)著名的研究機構在太陽能開發(fā)技術領域取得了許多重要成果，使以色列在開發(fā)和利用太陽能技術方面保持世界領先水平。但由于太陽能發(fā)電成本居高不下，極大地制約著以色列太陽能的開發(fā)和利用。這座電站是以色列的第一座太陽能電站。

缺乏常規(guī)能源的以色列是惟一在法律上規(guī)定民用建筑必須安裝太陽能熱水器的國家，因此，以色列太陽能熱水器的普及率高達90%，人均使用太陽能熱水器面積居世界首位。