1、一.能源危機(jī)與新能源 人類生存發(fā)展離不開對自然能源的應(yīng)用，人類社會(huì)發(fā)人類生存發(fā)展離不開對自然能源的應(yīng)用，人類社會(huì)發(fā)展壯大的同時(shí)消耗了大量能源。在一直被利用的傳統(tǒng)能展壯大的同時(shí)消耗了大量能源。在一直被利用的傳統(tǒng)能源逐漸被消耗，未來幾十年以后世界將面臨著傳統(tǒng)不可源逐漸被消耗，未來幾十年以后世界將面臨著傳統(tǒng)不可再生能源的枯竭，由此將會(huì)產(chǎn)生世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，再生能源的枯竭，由此將會(huì)產(chǎn)生世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，探索和發(fā)掘新能源成了人類所面臨新的嚴(yán)峻課題。探索和發(fā)掘新能源成了人類所面臨新的嚴(yán)峻課題。 新能源（新能源（new energy sources）是指傳統(tǒng)能源之）是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。它

2、的各種形式大都是直接或者間接外的各種能源形式。它的各種形式大都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能。地來自于太陽或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能。新能源的分類新能源的分類目前，能被人類利用的新能源有：太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒛壳埃鼙蝗祟惱玫男履茉从校禾柲堋L(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽堋淠堋⑻烊粴馑衔锏鹊取：Ｑ竽堋淠堋⑻烊粴馑衔锏鹊取?.太陽能太陽能太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。盡管太陽輻太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為3.75

3、1026 W）的）的22億億分之一，但已高達(dá)分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于量就相當(dāng)于500萬噸煤萬噸煤2.風(fēng)能風(fēng)能太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽能中雖然只有大約氣的對流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽能中雖然只有大約2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。全球的風(fēng)能約為化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。全球的風(fēng)能約為2.74109MW，其中可利用的風(fēng)能為其中可利用的風(fēng)能為210

4、7MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大大10倍。倍。3.生物質(zhì)能生物質(zhì)能生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體。生物能是太生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體。生物能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存作用，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)

5、化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。4.地?zé)崮艿責(zé)崮?人類很早以前就開始利用地?zé)崮埽缋脺厝逶　⑨t(yī)人類很早以前就開始利用地?zé)崮埽缋脺厝逶　⑨t(yī)療，利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘療，利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等。但真正認(rèn)識(shí)地?zé)豳Y源并進(jìn)行較大規(guī)模的開發(fā)利干谷物等。但真正認(rèn)識(shí)地?zé)豳Y源并進(jìn)行較大規(guī)模的開發(fā)利用卻是始于用卻是始于20世紀(jì)中葉。地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和世紀(jì)中葉。地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類。直接利用兩大類。 地?zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮堋５責(zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮堋Ｌ柲苄履茉吹闹髁魈柲苄?/p>

6、能源的主流 從開發(fā)和使用領(lǐng)域上，石油、煤礦等資源將加速減從開發(fā)和使用領(lǐng)域上，石油、煤礦等資源將加速減少，核能與太陽能即將成為主要能源。少，核能與太陽能即將成為主要能源。 太太 陽能優(yōu)點(diǎn)陽能優(yōu)點(diǎn) 取之不盡、用之不竭、無污染、可再生取之不盡、用之不竭、無污染、可再生 太陽以輻射的形式照射到地面上的能量稱為太陽能。太陽以輻射的形式照射到地面上的能量稱為太陽能。太陽通過發(fā)射光的形式，將自身的熱量穿過宇宙空間太陽通過發(fā)射光的形式，將自身的熱量穿過宇宙空間傳到地球上，使萬物的以生長。每年地球所接受的光傳到地球上，使萬物的以生長。每年地球所接受的光輻射相當(dāng)于輻射相當(dāng)于173萬億千瓦。太陽每年照射到我地面上萬

7、億千瓦。太陽每年照射到我地面上的能量，相當(dāng)于的能量，相當(dāng)于1萬萬2千億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所具有的能量，或千億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所具有的能量，或相當(dāng)于相當(dāng)于10萬個(gè)萬個(gè)1200萬千瓦功率的發(fā)電站在一年里所萬千瓦功率的發(fā)電站在一年里所發(fā)電量的總和。發(fā)電量的總和。太陽能利用1.太陽能轉(zhuǎn)化為熱能舉例：太陽能熱水器，太陽灶等2.太陽能轉(zhuǎn)化為電能太陽能電池 太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 。一、太陽能電池的特點(diǎn)一、太陽能電池的特點(diǎn)一種大有前途的新型電源一種大有前途的新型電源 。具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn)具有永久性、清潔性

8、和靈活性三大優(yōu)點(diǎn) 。太陽能電池壽命長。太陽能電池壽命長。太陽能發(fā)電與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池太陽能發(fā)電與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染，太陽能電池可以大中小并舉，大不會(huì)引起環(huán)境污染，太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到家用的太陽能電池組，到百萬千瓦的中型電站，小到家用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的。這是其它電源無法比擬的。光光電直接轉(zhuǎn)換方式電直接轉(zhuǎn)換方式光光電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。

9、太陽能電池。太陽能電池分類一、晶體硅 1、單晶 2、多晶二、非晶硅 1、單結(jié) 2、多結(jié)（雙結(jié)、多結(jié)） 3、柔性三、微晶 界于晶體和非晶之間，雙結(jié)電池也有作成一結(jié)使用非晶硅，另一結(jié)使用微晶，吸收光譜不同，效率更高四、化合物 銅銦錫、砷化鉀等非晶硅薄膜太陽能電池非晶硅薄膜太陽能電池非晶硅薄膜太陽能電池的原料主要是特氣硅烷，傳統(tǒng)太陽非晶硅薄膜太陽能電池的原料主要是特氣硅烷，傳統(tǒng)太陽能電池主要原料是硅，而硅的供應(yīng)緊缺成為許多太陽能廠能電池主要原料是硅，而硅的供應(yīng)緊缺成為許多太陽能廠商投資非晶硅薄膜太陽能電池的重要原因。商投資非晶硅薄膜太陽能電池的重要原因。非晶硅薄膜太陽能電池在生產(chǎn)中的成本低。多晶硅的

10、成本非晶硅薄膜太陽能電池在生產(chǎn)中的成本低。多晶硅的成本約占整個(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本的約占整個(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本的70%。而多晶硅原材料在。而多晶硅原材料在國際市場價(jià)格上漲，持續(xù)保護(hù)高位。成本每公斤國際市場價(jià)格上漲，持續(xù)保護(hù)高位。成本每公斤30美元的美元的多晶硅原材料在零售市場上賣到每公斤多晶硅原材料在零售市場上賣到每公斤300美元。美元。非晶硅薄膜太陽能電池可以作為大型建筑物的太陽能鑲嵌非晶硅薄膜太陽能電池可以作為大型建筑物的太陽能鑲嵌板，非晶硅半透明太陽能電池其獨(dú)有的半透明特性，可以板，非晶硅半透明太陽能電池其獨(dú)有的半透明特性，可以用作建筑的幕墻、天窗、用作建筑的幕墻、天窗、BIPV、觀景窗，

11、、觀景窗， 從而實(shí)現(xiàn)光伏從而實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、采光和建筑的一體化，透明率達(dá)到發(fā)電、采光和建筑的一體化，透明率達(dá)到30。非晶硅薄膜太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)非晶硅薄膜太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)低成本低成本大面積自動(dòng)化生產(chǎn)（大面積自動(dòng)化生產(chǎn)（12451245* *635MM635MM）高溫性好高溫性好弱光響應(yīng)好弱光響應(yīng)好( (充電效率高充電效率高) )其他其他電 池 各 層 的 制 備透明導(dǎo)電層：在玻璃上采用物理氣象沉積技術(shù)鍍上一層二氧化錫的導(dǎo)電薄層（導(dǎo)電玻璃的膜面）鍍完透明導(dǎo)電層后的玻璃叫導(dǎo)電玻璃（TCO）非晶硅（PIN）層：利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣象沉積（PECVD）技術(shù)依次以不同的氣體配比沉積P型半導(dǎo)體層，I型半導(dǎo)體

12、層，N型半導(dǎo)體層。制備P-I-N結(jié)，P層是純Si層（本征半導(dǎo)體層參雜3價(jià)元素如硼等），I層是本征半導(dǎo)體層為純硅沒有參雜其他元素，N層是純Si層(參雜5價(jià)元素如磷）。即特氣P層（硅烷+硼烷），I層(硅烷），N層（硅烷+磷烷）背電極層：采用物理氣象沉積技術(shù)(PVD)鍍上一層反光性能好導(dǎo)電性能好金屬層。三道激光線分別是3次激光所刻劃，一次激光采用波長為1024nm的光刻劃透明導(dǎo)電層，二次激光刻劃PIN層，三次激光刻劃PIN層與背電極層邊緣處理以后在電池正負(fù)極焊接鋁帶和接線盒引出電流。電池內(nèi)部構(gòu)造與光路系統(tǒng)太陽能電池的工作原理 太陽能電池的PIN層在太陽光照作用下，P層與N層之間產(chǎn)生光生電動(dòng)勢（電壓），I層產(chǎn)生光生電流。即叫做光生伏特效應(yīng)或者光生電流效應(yīng)。PIN結(jié)就是三種不同的半導(dǎo)體材料，即P-SiI-Si和N-Si。P層就是P型半導(dǎo)體，I層就是純Si半導(dǎo)體沒有任何的參雜即本征半導(dǎo)體層，N層就是N型半導(dǎo)體材料層。PIN層的介紹半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電是由電子和空穴兩種載流子的定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。三種半導(dǎo)體：1. P型半導(dǎo)體：空穴數(shù)大于電子數(shù)，導(dǎo)電方式空穴導(dǎo)電2.N型半導(dǎo)體：電子數(shù)大于空穴數(shù)，導(dǎo)電方式電子導(dǎo)電3.本征半導(dǎo)體：即電子數(shù)等于空穴數(shù)光生伏特效應(yīng)當(dāng)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，形成P-N結(jié)，由于多數(shù)載流子的擴(kuò)散，形成了空間電荷區(qū)，并且形成了一個(gè)不斷增強(qiáng)的從N型