太陽能如何轉化 太陽能轉化成熱能和電能的方式

太(tai)陽(yang)能如何轉化(hua) 太(tai)陽(yang)能轉化(hua)成熱能和電能的方式

太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)是一種輻(fu)射能(neng)(neng)，具有(you)即時性，必(bi)須即時轉(zhuan)換(huan)成(cheng)其它(ta)形式(shi)能(neng)(neng)量才能(neng)(neng)利(li)用(yong)和(he)貯存(cun)。將(jiang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)不同形式(shi)的能(neng)(neng)量需要不同的能(neng)(neng)量轉(zhuan)換(huan)器(qi)：集熱器(qi)通過(guo)吸收面(mian)可(ke)(ke)以將(jiang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)熱能(neng)(neng)，利(li)用(yong)光伏效應太(tai)(tai)陽(yang)電(dian)池可(ke)(ke)以將(jiang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)能(neng)(neng)，通過(guo)光合作(zuo)用(yong)植物可(ke)(ke)以將(jiang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)生物質(zhi)能(neng)(neng)，等等。原則上，太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)可(ke)(ke)以直接(jie)或(huo)間接(jie)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)任何形式(shi)的能(neng)(neng)量，但轉(zhuan)換(huan)次數越多，最終太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)轉(zhuan)換(huan)的效率(lv)便越低。

太陽能-熱能轉換

黑色吸(xi)收(shou)面(mian)吸(xi)收(shou)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)輻(fu)(fu)射，可以(yi)將(jiang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能轉換成(cheng)熱(re)(re)能，其(qi)吸(xi)收(shou)性(xing)(xing)能好，但(dan)輻(fu)(fu)射熱(re)(re)損失(shi)大，所(suo)以(yi)黑色吸(xi)收(shou)面(mian)不(bu)是(shi)理(li)想的太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能吸(xi)收(shou)面(mian)。選擇性(xing)(xing)吸(xi)收(shou)面(mian)具有高(gao)的太(tai)(tai)(tai)陽(yang)吸(xi)收(shou)比(bi)和低的發射比(bi)，吸(xi)收(shou)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)輻(fu)(fu)射的性(xing)(xing)能好，且(qie)輻(fu)(fu)射熱(re)(re)損失(shi)小，是(shi)比(bi)較(jiao)理(li)想的太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能吸(xi)收(shou)面(mian)。這種(zhong)(zhong)吸(xi)收(shou)面(mian)由選擇性(xing)(xing)吸(xi)收(shou)材料制成(cheng)，簡(jian)稱為選擇性(xing)(xing)涂(tu)層(ceng)。它是(shi)在(zai)本世紀40年(nian)代提出的，1955年(nian)達到實用(yong)要求，70年(nian)代以(yi)后研制成(cheng)許多新(xin)型(xing)選擇性(xing)(xing)涂(tu)層(ceng)并進行批量(liang)生(sheng)產(chan)和推(tui)廣應用(yong)，目前已研制成(cheng)上(shang)百種(zhong)(zhong)選擇性(xing)(xing)涂(tu)層(ceng)。

太陽能-電能轉換

電(dian)能是(shi)一(yi)種高(gao)品位能量(liang)，利(li)用、傳輸和分(fen)(fen)配都比較(jiao)方(fang)便(bian)。將太陽(yang)(yang)(yang)能轉(zhuan)換(huan)(huan)為電(dian)能是(shi)大規(gui)模利(li)用太陽(yang)(yang)(yang)能的重要技術基礎，世界(jie)各國都十分(fen)(fen)重視，其(qi)轉(zhuan)換(huan)(huan)途(tu)徑很多，有光電(dian)直接(jie)轉(zhuan)換(huan)(huan)，有光熱電(dian)間接(jie)轉(zhuan)換(huan)(huan)等(deng)。這里重點介紹光電(dian)直接(jie)轉(zhuan)換(huan)(huan)器件--太陽(yang)(yang)(yang)電(dian)池(chi)。

世界(jie)上，1941年出現有關(guan)硅太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)電(dian)池報導，1954年研(yan)制成(cheng)效率(lv)(lv)達6%的單(dan)晶硅太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)電(dian)池，1958年太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)電(dian)池應用(yong)于衛星供電(dian)。在70年代以前，由(you)于太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)電(dian)池效率(lv)(lv)低，售價(jia)昂貴，主要應用(yong)在空間。70年代以后，對(dui)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)電(dian)池材料(liao)、結構和工(gong)藝進(jin)行了廣(guang)泛研(yan)究，在提高(gao)效率(lv)(lv)和降低成(cheng)本方面取(qu)得較大進(jin)展，地面應用(yong)規模(mo)逐漸擴大，但(dan)從大規模(mo)利用(yong)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能而(er)言，與常(chang)規發(fa)電(dian)相(xiang)比，成(cheng)本仍(reng)然(ran)大高(gao)。

目前，世界上太(tai)陽(yang)電(dian)池的實驗(yan)室效(xiao)率最高水準(zhun)為：單(dan)晶(jing)硅電(dian)池24%（4cm2），多晶(jing)硅電(dian)池18.6%（4cm2），InGaP/GaAs雙(shuang)結電(dian)池30.28%（AM1），非晶(jing)硅電(dian)池14.5%（初始(shi)）、12.8（穩定(ding)），碲化鎘(ge)電(dian)池15.8%，硅帶電(dian)池14.6%，二(er)氧化鈦(tai)有(you)機納(na)米(mi)電(dian)池10.96%。