太陽能的利用綜述

1、 題目名稱：_太陽能的利用綜述_姓 名：_林初豐_班 級(jí)：_電氣N111_學(xué) 號(hào)：_201145679226_日 期：_2014.12.02_太陽能的利用綜述摘要：太陽能作為一種可再生的新能源日益引起世界的廣泛關(guān)注。本文對(duì)太陽能利用方式及其原理，還有太陽能利用的發(fā)展史、現(xiàn)狀及其前景進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。關(guān)鍵詞：太陽能；熱利用；光電轉(zhuǎn)換；發(fā)展歷史；現(xiàn)狀；前景中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A Review of solar energy utilizationAbstract: solar energy as a new renewable energy is increasingly caus

2、e the attention of the world. In this paper, the way and principle of solar energy utilization, and the history of solar energy utilization, the present situation and its prospects are briefly analyzed.Key words: solar energy; Heat utilization; The photoelectric conversion; The development history;

3、The status quo；prospects0 引言太陽能是一種理想的可再生能源，它既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染。但太陽能也有兩個(gè)主要缺點(diǎn)：已是能流密度低；二是其強(qiáng)度受各種因素（季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等）的影響不能維持常量。4人類對(duì)太陽能的利用有著悠久的歷史。我國(guó)早在兩千多年前的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽光來點(diǎn)火；利用太陽能來干燥農(nóng)副產(chǎn)品。發(fā)展到現(xiàn)代，太陽能的利用已日益廣泛，它包括太陽能的光熱利用、太陽能的光電利用和太陽能的光化學(xué)利用等。1 太陽能利用方式的原理目前，太陽能的利用主要有光熱和光電兩種方式1.1太陽能的光電利用原理太

4、陽能光伏技術(shù)，即太陽能發(fā)電技術(shù)，其基本工作原理是：以太陽能電池板接收太陽光并產(chǎn)生電能（即發(fā)電），再將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在蓄電池里，到需要用電時(shí)再從蓄電池中取電。太陽能電池板（也叫光伏板或光伏組件）本身只能發(fā)電不能儲(chǔ)存電能。它發(fā)出的是直流電，蓄電池進(jìn)出的也是直流電。對(duì)用電器而言，這時(shí)可以直接給直流電器供電，也可經(jīng)過逆變器將直流電變換為交流電給交流電器供電或直接進(jìn)入電網(wǎng)。    現(xiàn)在比較成熟的光伏元件是硅元件，分為晶體硅和非晶體硅。晶體硅目前能規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品發(fā)電效率在 1317%，非晶體硅效率在710%左右。即1電池板在1kW太陽能量的照射下，分別產(chǎn)生

5、130170Wp和70100Wp的電能（電池板發(fā)電能力以Wp 來表示，讀作“峰瓦”，表示電池板在標(biāo)準(zhǔn)條件下所產(chǎn)生的電力）。由于晶體硅比非晶體硅的發(fā)電效率高，所以目前市場(chǎng)上晶體硅太陽電池（包括單晶硅、多晶硅電池）占主導(dǎo)地位。  那么，晶體硅太陽電池是如何發(fā)電的呢？  單一太陽電池是一只硅晶體二極管，根據(jù)半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽光照射到由P型和N型兩種不同導(dǎo)電類型的、同質(zhì)半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P-N結(jié)上時(shí)，在一定的條件下（太陽光譜中波長(zhǎng)小于1.1m的光線進(jìn)入P-N結(jié)區(qū)附近），太陽能輻射被半導(dǎo)體材料吸收，在導(dǎo)帶和價(jià)帶中產(chǎn)生非平衡載流子，即電子和空穴。

6、由于P-N結(jié)勢(shì)壘區(qū)存在著較強(qiáng)的內(nèi)建靜電場(chǎng)，在電場(chǎng)的作用下，N區(qū)的空穴向著P區(qū)移動(dòng)，而P區(qū)的電子則向著N區(qū)移動(dòng)，最后在太陽電池的受光面上積累大量的負(fù)電荷（電子），而在它的背光面上積累大量的正電荷（空穴）。即在光照作用下太陽電池內(nèi)部形成電流密度J、短路電流Isc、開路電壓Uoc。此時(shí)如果在太陽電池的兩個(gè)表面引出金屬電極，并用導(dǎo)線接上負(fù)載，即形成由P-N結(jié)、連接電路和負(fù)載組成的回路，在負(fù)載上就有“光生電流”流過，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的功率輸出。1.2太陽能的熱電利用原理太陽能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能并通過熱力循環(huán)過程進(jìn)行發(fā)電世界上現(xiàn)有太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)大致分為槽式系統(tǒng)、塔式系統(tǒng)和碟式系統(tǒng)三類。1）

7、槽式系統(tǒng) 利用槽式聚光鏡將太陽光反射到鏡面焦點(diǎn)處的集熱管上， 并將管內(nèi)工質(zhì)加熱， 產(chǎn)生高溫蒸汽， 驅(qū)動(dòng)常規(guī)汽輪機(jī)發(fā)電 目前， 槽式太陽能發(fā)電是商業(yè)化進(jìn)展最快的技術(shù)之一， 全球應(yīng)用較廣從1985年開始， 美國(guó)在加州Mojave沙漠上先后建成9個(gè)發(fā)電裝置， 總?cè)萘?54MW美國(guó)能源部2010年2月向美國(guó)Bright Source Energy公司提供13. 7億美元貸款，2013年將全面啟動(dòng)在Mojave沙漠建設(shè)400MW太陽能發(fā)電系統(tǒng)Ivanpah。2） 塔式系統(tǒng) 利用一組獨(dú)立跟蹤太陽的定日鏡， 將太陽光聚集到中心接受高塔上， 加熱工質(zhì)進(jìn)而發(fā)電1996年美國(guó)第二座太陽塔SolarTwo的發(fā)電運(yùn)行

8、， 加速了30200MW的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的商業(yè)化進(jìn)程以色列Weizmanm科學(xué)研究所對(duì)塔式系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)后使系統(tǒng)總發(fā)電效率達(dá)25%28%。3）碟式系統(tǒng) 利用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡將太陽光聚焦到焦點(diǎn)處放置的斯特林發(fā)電裝置，其光學(xué)效率為三類系統(tǒng)中最高，啟動(dòng)損失小。美國(guó)熱發(fā)電計(jì)劃開發(fā)了25kW的碟式發(fā)電系統(tǒng)，適用于大規(guī)模的離網(wǎng)和并網(wǎng)應(yīng)用， 并于1997年開始運(yùn)行2010年中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研制了1kW 碟式太陽能行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)，利用碟式集熱器收集太陽輻射熱，通過高溫?zé)峁軗Q熱器將熱量傳輸?shù)叫胁崧暟l(fā)動(dòng)機(jī)熱端，再驅(qū)動(dòng)直線發(fā)電機(jī)發(fā)電在3. 5MPa下，氦氣為工質(zhì)，加熱溫度為798時(shí)， 輸出電力255

9、W，初步證實(shí)了系統(tǒng)的可行性2011年浙江華儀康迪斯太陽能科技有限公司自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)10kW碟式太陽能聚光發(fā)電機(jī)系統(tǒng)樣機(jī)投入試運(yùn)行， 填補(bǔ)了中國(guó)在太陽能聚光發(fā)電方面的空白。1-5聚光方式工質(zhì)溫度/聚光比峰值效率/ %規(guī)模槽式發(fā)電390/ 79410 10020 2830 320 MW塔式發(fā)電565/ 1 049300 1 50025 2810 20 MW碟式發(fā)電750/ 1 382> 50029. 45 25 kW表 1 三種方式性能的比較Table 1 compare the performance of three ways2 太陽能利用的發(fā)展歷史人類對(duì)太陽能的利用有著悠久的歷史，

10、早在古代中國(guó)人們就學(xué)會(huì)了用太陽來曬海鹽，用多面鏡子來聚光干燥農(nóng)副產(chǎn)品，這就是太陽能的熱學(xué)簡(jiǎn)單應(yīng)用。隨著近代能源的緊缺，作為一種可再生能源，人們對(duì)太陽能的利用走上了科技化、高效化的研究道路。太陽能的利用已日益廣泛，它包括太陽能的光熱利用，太陽能的光電利用和太陽能的光化學(xué)利用等。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國(guó)工程師所羅門·德·考克斯在世界上發(fā)明第一臺(tái)太陽能驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)算起。該發(fā)明是一臺(tái)利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機(jī)器。是太陽能除了熱源之外，在其他方向的首次應(yīng)用，堪稱是太陽能利用史上的一次革命性的創(chuàng)新。從1615年到20世紀(jì)初，人們也創(chuàng)造出多種以太陽能為動(dòng)力的的

11、發(fā)達(dá)機(jī)，大多數(shù)是以蒸汽機(jī)為原理，造價(jià)昂貴，效率低下實(shí)際使用價(jià)值不高。  在20世紀(jì)，太陽能的發(fā)展終于走上多元化道路。 首先隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)以前的太陽能熱動(dòng)機(jī)做出了突破，使之更加具有實(shí)際使用價(jià)值，聚光方式多樣化，且開始采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì)，裝置逐漸擴(kuò)大，極大的增加了輸出功率，雖然造價(jià)仍然很高，但實(shí)用 目的比較明確。建造的典型裝置有：1901年，在美國(guó)加州建成一臺(tái)太陽能抽水裝置，1902 1908年，在美國(guó)建造的五套雙循環(huán)太陽能發(fā)動(dòng)機(jī)，采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì)；1913年，在埃及開羅以南建成一臺(tái)由5個(gè)拋物槽鏡組成的太陽能水泵每個(gè)長(zhǎng)62.5m，寬4m，總采

12、光面積達(dá)1250平方米。  然后在二戰(zhàn)期間，因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)的破壞和戰(zhàn)爭(zhēng)需求，石油和煤炭的使用被人們所熱衷，而太陽能的研究被擱淺。二戰(zhàn)結(jié)束后，一些有識(shí)之士對(duì)石油和煤炭的儲(chǔ)存量和對(duì)環(huán)境的污染問題表示擔(dān)憂，發(fā)出了開發(fā)可持續(xù)、無污染的新型能源的呼吁，太陽能以其可以無限使用的優(yōu)勢(shì)被人們所青睞，再次掀起了太陽能的研究的熱潮，太陽能的研究工作在這一階段取得了非常大的進(jìn)展，其中比較突出的研究貢獻(xiàn)有：1945年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成實(shí)用型硅太陽電池，為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；1955年，以色列泰伯等在第一次國(guó)際太陽熱科學(xué)會(huì)議上提出選擇性涂層的基礎(chǔ)理論，并研制成實(shí)用的黑鎳等選擇性涂層，為高效集

13、熱器的發(fā)展創(chuàng)造了條件。此外，在這一階段里還有其它一些重要成果，比較突出的有：1952年，法國(guó)國(guó)家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。1960年，在美國(guó)佛羅里達(dá)建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨水吸收式空調(diào)系統(tǒng)，制冷能力為5冷噸。1961年，一臺(tái)帶有石英窗的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)問世。在這一階段里，加強(qiáng)了太陽能基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)材料的研究，取得了如太陽選擇性涂層和硅太陽電池等技術(shù)上的重大突破。平板集熱器有了很大的發(fā)展，技術(shù)上逐漸成熟。太陽能吸收式空調(diào)的研究取得進(jìn)展，建成一批實(shí)驗(yàn)性太陽房。對(duì)難度較大的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了初步研究。 太陽能科技的發(fā)展總是和石油之

14、類的常規(guī)能源掛鉤，盡管太陽能擁有幾乎可以無限制再生這樣的優(yōu)勢(shì)，但是高昂的投資，科研問題的高難度，難以便捷攜帶等問題還是讓這方面的研究不可避免的落入低谷。而轉(zhuǎn)機(jī)就在1973年10月爆發(fā)中東戰(zhàn)爭(zhēng)，在這次戰(zhàn)爭(zhēng)中，石油輸出國(guó)組織采取石油減產(chǎn)、提價(jià)等辦法，支持中東人民的斗爭(zhēng)，維護(hù)本國(guó)的利益。其結(jié)果是使那些依靠從中東地區(qū)大量進(jìn)口廉價(jià)石油的國(guó)家，在經(jīng)濟(jì)上遭到沉重打擊。這讓很多西方人認(rèn)識(shí)到了能源或者說石油帶來的危機(jī)，讓他們不得不深思，僅僅依靠石油這種從其他國(guó)家進(jìn)口且不可再生的能源來發(fā)展實(shí)不可取的，這種單一能源結(jié)構(gòu)是脆弱的，更甚至說是可能會(huì)成為給一個(gè)國(guó)家?guī)須绲囊蛩?。發(fā)達(dá)國(guó)家立即提出了，改變現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)，向多

15、元的高科技、可持續(xù)發(fā)展能源過度的能源戰(zhàn)略方針。太陽能和其他可持續(xù)發(fā)展的能演從新被提上了研究的議程。這可以說是太陽能科技發(fā)展的一次新生，人們終于從本質(zhì)上認(rèn)可了太陽能在未來能源結(jié)構(gòu)中的重要地位，世界上再次興起了開發(fā)利用太陽能熱潮。這是太陽能發(fā)展上的“黃金時(shí)代”，許多大型的科研成果都來自于這個(gè)時(shí)期，其中比較突出的貢獻(xiàn)有：如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發(fā)電等。 更加重要的是太陽能終于開始在民用中開始普及，從此太陽能，在農(nóng)村推廣應(yīng)用太陽灶 ，在城市研制開發(fā)太陽能熱水器，空間用的太陽電池開始在地面應(yīng)用，至此太陽能發(fā)展終于走上了科研使用收回投資的良

16、性循環(huán),。 由于大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅。在這樣背景下，1992年聯(lián)合國(guó)在巴西召開“世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，會(huì)議通過了里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言， 21世紀(jì)議程和聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約等一系列重要文件，這是太陽能利用科技的另一個(gè)高速發(fā)展期，其特點(diǎn)是：太陽能利用與世界可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)緊密結(jié)合，全球共同行動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)世界太陽能發(fā)展戰(zhàn)略而努力；太陽能發(fā)展目標(biāo)明確，重點(diǎn)突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端，保證太陽能事業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。 綜上所述，太陽能科技在近代的發(fā)展道路是崎嶇的，和煤炭石油等傳統(tǒng)能源相比

17、，太陽能的利用需要更加的科技化，需要更多的時(shí)間來發(fā)展，對(duì)其取舍的反復(fù)性也較高，盡管如此在未來的能源結(jié)構(gòu)中，太陽能仍是有著不可或缺的地位，21世紀(jì)的太陽能發(fā)展事業(yè)值得我們期待。1圖 1 太陽能高塔電站全景Fig.1 Solar power tower panoramic view3 太陽能利用的現(xiàn)狀50年代第一塊實(shí)用的硅太陽電池的問世,揭開了光電技術(shù)的序幕, 也揭開了人類利用太陽能的新篇章。世界光伏組件生產(chǎn)最近10年的平均年增長(zhǎng)率為22%, 最近5年的年平均增長(zhǎng)率為35%,2005年已達(dá)到近800MW?？梢钥闯? 世界光伏產(chǎn)業(yè)呈快速發(fā)展勢(shì)態(tài),成為世界發(fā)展最快的新興產(chǎn)

18、業(yè)之一。 在光伏產(chǎn)業(yè)方面,各國(guó)一直通過擴(kuò)大規(guī)模、提高自動(dòng)化程度,改進(jìn)技術(shù)水平、開拓市場(chǎng)等措施降低成本,并取得了巨大進(jìn)展。在研究開發(fā)方面,單晶硅電池效率達(dá)到24.7%,多晶硅電池效率19.8%,非晶硅電池實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定效率已突破15%,碲化鎘電池效率達(dá)到16.4%,銅銦硒電池效率18.8%。晶硅薄膜電池的研究自1987年以來發(fā)展迅速,成為世界關(guān)注的新熱點(diǎn)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng),將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng),有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲(chǔ)能裝置, 主要用于無電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)和人口分散地區(qū),整個(gè)系

19、統(tǒng)造價(jià)很高；在有公共電網(wǎng)的地區(qū),光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接并網(wǎng)運(yùn)行,省去蓄電池,不僅可以大幅度降低造價(jià),而且具有更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性能。目前,太陽能光伏發(fā)電的研究重點(diǎn)在開發(fā)高效率、低成本新型太陽能電池方面。主要包括非晶硅太陽能電池和微晶硅迭層薄膜電池的實(shí)驗(yàn)型研究。  (a) 非晶硅太陽能電池  非晶硅是一種很好的太陽能電池材料,成熟的非晶硅太陽電池具有較高的穩(wěn)定性,效率已達(dá)到8%。隨著非晶硅太陽電池轉(zhuǎn)化效率的提高及生產(chǎn)成本的降低,柔性襯底非晶硅太陽電池,已經(jīng)應(yīng)用于一些實(shí)際領(lǐng)域。由于柔性襯底的非晶硅電池具有高比功率,輕便,柔韌性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),所以

20、在光伏建筑一體化,特別是在城市遙感用平流層氣球平臺(tái),軍用微小衛(wèi)星,空間航天器等應(yīng)用中極具優(yōu)勢(shì)。在目前的衛(wèi)星系統(tǒng)中電源系統(tǒng)的重量占整星重量的近三分之一,而柔性襯底的非晶硅電池可達(dá)到2000W/ke的功率/重量比,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于晶硅的比功率,因此,使用柔性襯底的非晶硅電池可大大降低電源系統(tǒng)的重量。在民用方面,由于柔性襯底的非晶硅電池具有極好的柔韌性,可卷曲性,這使它不但易于貯存和運(yùn)輸,而且為電池的安裝,特別是與建筑物及供電系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)方面提供了方便的條件,具有廣闊的應(yīng)用前景。但目前非晶硅電池仍然存在一些問題,主要集中在以下兩個(gè)方面:(1)轉(zhuǎn)化效率低；(2)電池穩(wěn)定性不高。 要提高轉(zhuǎn)化效率,

21、就需要改進(jìn)并探索窗口材料及其它各層材料,如:納米硅復(fù)合薄膜。此外還可采取有效方法減少 i 層缺陷,改善 各層間的能隙匹配, 改善各種界面接觸,這些都有可能提高轉(zhuǎn)化效率。而穩(wěn)定性 不高的問題, 則主要是由于光致衰退而引起,即 S- W 效率,近年來投人了大量的 精力來研究光致衰退的問題, 光衰退隨著 i 層厚度的增大而增大,這是因?yàn)樵?#160;i 層產(chǎn)生的光生載流子復(fù)合因內(nèi)建電場(chǎng)強(qiáng)度的減小而增大,對(duì) i 層內(nèi)建電場(chǎng)分布 的計(jì)算

22、,可看出隨 i 層厚度的減小,最低電場(chǎng)強(qiáng)度增大, 因此, 解決穩(wěn)定性不高的問題則主要集中在 i 層材料性能的改善上, 而解決這些問題的一個(gè)較好的途徑就是制備疊層太陽能電池, 疊層太陽電池是使用對(duì)應(yīng)于不同太陽光譜部分的不同光伏材料膜層來制作的。一般頂電池的 i 層做的較薄,從而阻止光致衰退的 產(chǎn)生,而底電池產(chǎn)生的光生栽流子約為單結(jié)電池的一半,從而也減小了底電池的光致衰退。 (b)晶硅疊層薄膜電池 晶體硅薄膜電池之所以得到普遍的重視是由于它將晶體硅電池工藝優(yōu)點(diǎn)和薄膜電池

23、的優(yōu)勢(shì)有機(jī)的結(jié)合起來,從單結(jié)疊層電池到多結(jié)疊層電池,電池的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化效率會(huì)明顯增加。但晶體硅薄膜電池存在著一個(gè)問題:與其它薄膜電池材料不同,硅是非直接半導(dǎo)體, 為了最大限度地吸收和轉(zhuǎn)換太陽光譜, 通常需要較厚的活性層。 這樣就需要薄膜電池工藝采取有效的限光措施以彌補(bǔ)硅片厚度減薄后所造成的光譜損失和快速的沉積技術(shù)。 因此, 只有薄膜電池襯底成本和薄膜沉積技術(shù)成本低于晶體硅成本時(shí),它才能在經(jīng)濟(jì)上是可行的, 襯底和沉積技術(shù)的經(jīng)濟(jì)型研究也因而成為目前薄膜電池研究的重點(diǎn)。3圖 2 全球能源構(gòu)成變化的預(yù)測(cè)Fig.1 The forecast of

24、global energy constitution changes4 太陽能利用的前景隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在世界范圍內(nèi)的實(shí)施,太陽能的開發(fā)利用將被推到新的 高度。至本世紀(jì)中葉,世界范圍內(nèi)的能源問題、環(huán)境問題的最終解決將依靠可再 生潔凈能源特別是太陽能的開發(fā)利用。隨著越來越多的國(guó)家和有識(shí)之士的重視, 太陽能的利用技術(shù)也有望在短期內(nèi)獲得較大進(jìn)展。 4.1 提高太陽能熱利用效率有望獲得突破  目前, 世界范圍內(nèi)許多國(guó)家都在進(jìn)行新型高效集熱器的研制, 一些特殊材 料也開始應(yīng)用于太陽能的儲(chǔ)熱,利用相變材料

25、儲(chǔ)存熱能就是其中之一。相變貯能 就是利用太陽能或低峰谷電能加熱相變物質(zhì),使其吸收能量發(fā)生相變(如從固態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài)),把太陽能貯存起來。 在沒有太陽的時(shí)間里,又從液態(tài)回復(fù)到固態(tài),并釋放出熱能,相變貯能是針對(duì)物質(zhì)的潛熱貯存提出來的,對(duì)于溫度波動(dòng)小的采暖循環(huán)過程,相變貯能非常高效。而開發(fā)更為高效的相變材料將會(huì)成為未來提高太陽能熱利用效率研究的重要課題。 4.2 太陽能建筑將得到普及  太陽能建筑集成已成為國(guó)際新的技術(shù)領(lǐng)域,將有無限廣闊的前景。太陽能建 筑不僅要求有高性能的太陽能部件,同時(shí)要求高效的功能材料和專用部件。如隔

26、 熱材料、透光材料、儲(chǔ)能材料、智能窗(變色玻璃)、透明隔熱材料等,這些都是 未來技術(shù)開發(fā)的內(nèi)容。  4.3 新型太陽能電池開發(fā)技術(shù)可望獲得重大突破  光伏技術(shù)的發(fā)展, 近期將以高效晶體硅電池為主, 然后逐步過渡到薄膜太 陽能電池和各種新型太陽能光電池的發(fā)展。 薄膜太陽能電池以及各種新硅太陽能 電池具有生產(chǎn)材料廉價(jià)、 生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),隨著研發(fā)投人的加大,必將促使其中 一、二種獲得突破,正如專家斷言,只要有一、二種新型電池取得突破,就會(huì)使光 電池局

27、面得到極大的改善。        4.4 太陽能光電制氫產(chǎn)業(yè)將得到大力發(fā)展  隨著光電化學(xué)及光伏技術(shù)和各種半導(dǎo)體電極試驗(yàn)的發(fā)展,使得太陽能制氫成 為氫能產(chǎn)業(yè)的最佳選擇。氫能具有重量輕、熱值高、爆發(fā)力強(qiáng)、品質(zhì)純凈、貯存 便捷等許多優(yōu)點(diǎn)。隨著太陽能制氫技術(shù)的發(fā)展,用氫能取代碳?xì)浠_(tái)物能源將是 本世紀(jì)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。  4.5 空間太陽能電站顯示出良好的發(fā)展前景  隨著人類航天技術(shù)以及微波輸電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展

28、, 空間太陽能電站的設(shè) 想可望得到實(shí)現(xiàn)。由于空間太陽能電站不受天氣、氣候條件的制約,其發(fā)展顯示出美好的前景,是人類大規(guī)模利用太陽能的另一條有效途徑。35 結(jié)論由于化石能源的儲(chǔ)量有限, 難以維持人類的可持續(xù)發(fā)展;同時(shí)化石能源的利用產(chǎn)生的大量有毒有害物質(zhì),將導(dǎo)致環(huán)境污染、 溫室效應(yīng), 嚴(yán)重危害地表環(huán)境。人類發(fā)展到現(xiàn)在, 越來越多的國(guó)家都逐漸清醒地認(rèn)識(shí)到, 要在有限資源和環(huán)保嚴(yán)格要求的雙重制約下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,就在于尋求清潔環(huán)保的可再生能源。因此,太陽能、 風(fēng)能、 生物質(zhì)能、 地?zé)崮艿瓤稍偕鷿崈裟茉吹拇笠?guī)模利用就顯得尤為重要, 這其中又以太陽能利用的優(yōu)勢(shì)最為明顯,

29、它具有以下幾個(gè)特點(diǎn):儲(chǔ)量的 無限性 相對(duì)于常規(guī)能源和其它可再生能源的有限性,太陽能具有儲(chǔ)量的 無限性,取之不盡,用之不竭。 存在的普遍性 相對(duì)于其它能源來說, 太陽能對(duì)于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性,可就地取用。 利用的清凈性和經(jīng)濟(jì)性 太陽能的開發(fā)利用幾乎不產(chǎn)生任何污染;同時(shí)由于其儲(chǔ)量無限,利用技術(shù)代價(jià)不高,具有良好的經(jīng)濟(jì)性。太陽能也必將由此在世界能源的未來結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中擔(dān)綱重任, 成為理想的替代能源。但是,太陽能也存在單位能量強(qiáng)度不高、 分布不均、 轉(zhuǎn)化利用效率較低等問題,這就要求我們太陽能工作者積極探索, 研究出更為科學(xué)的集能方式和設(shè)備, 加快太陽能技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用。隨著化石能源的減少, 太陽能利用的比例將大幅度提高。參考文獻(xiàn)：1  沈輝 , 曾祖勤 .&