阳光特性-1.
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§ 0.3 温室效应
人类活动正在不断地向大气排放“人造气 体”，这些气体能吸收波长在7-13微米范围内的辐 射，特别是二氧化碳、甲烷、臭氧、氮氧化物以及 含氯氟烃（ CFC’S ）。这些气体阻碍了热能的正常 逃逸并有可能使地表温度升高。现有的证据显示， 到 2030 年，起效果的 CO2 水平将是现在的两倍。致 使全球温度升高1到4度。这将引起风的流动模式和 降雨量的变化，其结果可能导致大陆内部变得干旱 以及地球海平面上升。排放的人造气体增长的越多， 当然造成的影响就越严重。
光伏：器件、系统及应用
by Christiana Honsberg & Stuart Bowden
一直以来，对专业教育的普遍缺乏被认 为是光伏电池得到恰当应用的一个主要障碍。 光伏电子课程面向的是学生和拥有基本专业 知识的个人，例如，比较熟悉电子电路知识， 但现在还没有掌握光伏器件和太阳能系统领 域的知识。
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§ 0.2 光伏发电的介绍
光伏发电是指使用太阳能电池把阳光直接转化成 电的过程。今天，它正在快速地成长并成为常规化石 燃料发电的越来越重要的替代品。但是，相比其它的 发电技术，光伏发电还是个后起之秀，直到1950年代 第一个实用的光伏器件才被展示出来。1960年代，太 空工业里卫星应用对有别于电网的电力供应的需求巨 大地推动了光伏产业的研究和发展。当时的太阳能电 池要比现在的贵上好几千倍，而且对那种有别于传统 的发电方式的需求还是十年以后才出现的。但是在几 个潜在的专业市场上，相对于快速发展的晶体管，太 阳能电池成为了一个令人感兴趣的科学变化。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 4
位于澳大 利亚东海岸的 蒙塔古小岛— —— 一个国家 公园和野生动 物保护区，太 阳能点亮了这 里的房子。 图上左边的小太阳能电池板为灯塔提供电力，同 时右边大块的电池板负责为图片里面露出一部分的房 屋供电。房屋里存放着给国家公园守护者和岛上的研 究者的设备。
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§ 0.2 光伏发电的介绍
不断增长的市场和光伏发电的鲜明个性意味着比以 往任何时候都多的应用正在以光伏的形式被推动着。这 些应用的领域从几兆瓦的发电站到无处不在的太阳能计 算器。此电子教程旨在提供陆地太阳能发电的概况以向 非专业人士提供基本的信息。我们希望，在使用了光伏 电子教程后，您能明白光伏器件和系统运作的基本原理， 能够识别相应的应用，有能力承担光伏系统的设计。随 着熟悉光伏概念和应用的人越来越多，我们希望能提高 太阳能发电在适当应用方面的使用。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 6
§ 0.2 光伏发电的介绍
1970年代发生的石油危机把全世界的眼光都 聚焦在了对能为陆地上的人们所用的可替代能源 的需求上，而这也反过来推动了光伏作为一种能 为陆地上的人们所用的发电方式的研究。尽管石 油危机被证明是短暂的以及对太阳能电池发展的 经济支持的减少，但此时太阳能电池俨然已经进 入了发电技术的竞争者行列。它在偏远的电力供 应地区的应用和优势迅速地被人们认识到，并推 动了陆地光伏产业的发展。
2018/10/3
UNSW新南威尔士大学
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§ 0.3 温室效应
尽管因为其十足的实用性和经济性，太阳能 电池在今天被人们所使用着，但是使用太阳能发电 的潜在好处就是，光伏发电是所有发电方式中对环 境最友好的一种。发电对环境的影响，特别是温室 效应，是又一个促使人们研究太阳能发电的因素。 接下来将给出对温室效应的简短概述。 地球的温度是来自太阳的辐射跟从地球射向 太空的辐射达到平衡的结果。地球大气层的存在和 物质的构成强烈地影响着从地球排放出去的辐射。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 3
§ 0.1 太阳能
把风能转换成电能，同时也用在传统用途上。甚至水电也 是源之太阳能。水力发电依赖于太阳光蒸发的水蒸气， 水蒸气以雨水的形式回到地球并流向水坝。 光伏发电（通常简称为 PV ）是一种简易而优美的利 用太阳能的方式。光伏器件（太阳能电池）是独特的， 因为它能把入射光线直接转换成电而不会产生噪音、污 染且不需要移动零部件，这使得它们很牢固、可靠以及 寿命长久。需要指出的是，太阳能电池跟通讯及电脑革 命基于同样的原理和材料。而我们这个电子教程包括了 光伏器件和系统的运行和应用。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 1
序言：太阳能发电的介绍
§ 0.1 太阳能 § 0.2 光伏发电 § 0.3 温室效应
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 2
§ 0.1 太阳能
太阳能，从某种形式上说，是地球上几乎所有能 源的源头。而人类，像所有其它的动物和植物一样， 因为温暖和食物而依赖于太阳。然而，人类同时还以 许多不同的方式利用太阳的能量。比如，化石燃料， 一种来自以前地质时代的植物材料，就被用在交通运 输和发电上。本质上它就是储存了无数年以前的太阳 能。类似的，生物把太阳能转换成可以用来加热、运 输和发电的燃料。风能，几百年来被人们用来提供机 械能以及用于运输的能源，利用的是被太阳光加热的 空气和地球转动产生的空气流动。如今，风力涡轮机
2Байду номын сангаас18/10/3 UNSW新南威尔士大学 7
§ 0.2 光伏发电的介绍
小尺寸的可携带的应用（如计算器和手表）开始 被使用，并让偏远地区的电力供应受益匪浅。 到了 1980 年代，对硅太阳能电池的研究获得了回 报，电池的发电效率开始提高。 1985 年硅电池的效率 达到了里程碑式的20%。在紧接着的十年，光伏产业经 历了每年15%到20%之间的稳定增长。1997年增长率达 到了38%。而今天，太阳能电池不再被认为只是一种提 供电力和提高那些电网还没到达的偏远地区的人们生 活质量的方法。而是还作为一种能显著地减少由先进 工业国家造成的环境破坏的影响的方法。
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§ 0.3 温室效应
如果我们地球像月球一样没有大气层，那么地 球表面的平均温度将下降到大约零下 18°C 。然而， 自然形成的占大气质量百万分之 270 （ 270ppm ）的 二氧化碳（CO2 ），吸收了飞向太空的辐射，也因 此保存了大气的能量，让地球保暖。大气层使地球 平均温度保持在15°C左右，比月球的高33°C。二 氧化碳强烈地吸收波长在13-19微米波段的辐射，而 另外一种大气气体 —— 水蒸气，能强烈吸收波长在 4-7微米波段的辐射。大多数逃逸出地球的辐射的波 长集中在7-13微米波段这个“窗口”。
§ 0.3 温室效应
人类活动正在不断地向大气排放“人造气 体”，这些气体能吸收波长在7-13微米范围内的辐 射，特别是二氧化碳、甲烷、臭氧、氮氧化物以及 含氯氟烃（ CFC’S ）。这些气体阻碍了热能的正常 逃逸并有可能使地表温度升高。现有的证据显示， 到 2030 年，起效果的 CO2 水平将是现在的两倍。致 使全球温度升高1到4度。这将引起风的流动模式和 降雨量的变化，其结果可能导致大陆内部变得干旱 以及地球海平面上升。排放的人造气体增长的越多， 当然造成的影响就越严重。
光伏：器件、系统及应用
by Christiana Honsberg & Stuart Bowden
一直以来，对专业教育的普遍缺乏被认 为是光伏电池得到恰当应用的一个主要障碍。 光伏电子课程面向的是学生和拥有基本专业 知识的个人，例如，比较熟悉电子电路知识， 但现在还没有掌握光伏器件和太阳能系统领 域的知识。
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§ 0.2 光伏发电的介绍
光伏发电是指使用太阳能电池把阳光直接转化成 电的过程。今天，它正在快速地成长并成为常规化石 燃料发电的越来越重要的替代品。但是，相比其它的 发电技术，光伏发电还是个后起之秀，直到1950年代 第一个实用的光伏器件才被展示出来。1960年代，太 空工业里卫星应用对有别于电网的电力供应的需求巨 大地推动了光伏产业的研究和发展。当时的太阳能电 池要比现在的贵上好几千倍，而且对那种有别于传统 的发电方式的需求还是十年以后才出现的。但是在几 个潜在的专业市场上，相对于快速发展的晶体管，太 阳能电池成为了一个令人感兴趣的科学变化。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 4
位于澳大 利亚东海岸的 蒙塔古小岛— —— 一个国家 公园和野生动 物保护区，太 阳能点亮了这 里的房子。 图上左边的小太阳能电池板为灯塔提供电力，同 时右边大块的电池板负责为图片里面露出一部分的房 屋供电。房屋里存放着给国家公园守护者和岛上的研 究者的设备。
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§ 0.2 光伏发电的介绍
不断增长的市场和光伏发电的鲜明个性意味着比以 往任何时候都多的应用正在以光伏的形式被推动着。这 些应用的领域从几兆瓦的发电站到无处不在的太阳能计 算器。此电子教程旨在提供陆地太阳能发电的概况以向 非专业人士提供基本的信息。我们希望，在使用了光伏 电子教程后，您能明白光伏器件和系统运作的基本原理， 能够识别相应的应用，有能力承担光伏系统的设计。随 着熟悉光伏概念和应用的人越来越多，我们希望能提高 太阳能发电在适当应用方面的使用。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 6
§ 0.2 光伏发电的介绍
1970年代发生的石油危机把全世界的眼光都 聚焦在了对能为陆地上的人们所用的可替代能源 的需求上，而这也反过来推动了光伏作为一种能 为陆地上的人们所用的发电方式的研究。尽管石 油危机被证明是短暂的以及对太阳能电池发展的 经济支持的减少，但此时太阳能电池俨然已经进 入了发电技术的竞争者行列。它在偏远的电力供 应地区的应用和优势迅速地被人们认识到，并推 动了陆地光伏产业的发展。
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§ 0.3 温室效应
尽管因为其十足的实用性和经济性，太阳能 电池在今天被人们所使用着，但是使用太阳能发电 的潜在好处就是，光伏发电是所有发电方式中对环 境最友好的一种。发电对环境的影响，特别是温室 效应，是又一个促使人们研究太阳能发电的因素。 接下来将给出对温室效应的简短概述。 地球的温度是来自太阳的辐射跟从地球射向 太空的辐射达到平衡的结果。地球大气层的存在和 物质的构成强烈地影响着从地球排放出去的辐射。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 3
§ 0.1 太阳能
把风能转换成电能，同时也用在传统用途上。甚至水电也 是源之太阳能。水力发电依赖于太阳光蒸发的水蒸气， 水蒸气以雨水的形式回到地球并流向水坝。 光伏发电（通常简称为 PV ）是一种简易而优美的利 用太阳能的方式。光伏器件（太阳能电池）是独特的， 因为它能把入射光线直接转换成电而不会产生噪音、污 染且不需要移动零部件，这使得它们很牢固、可靠以及 寿命长久。需要指出的是，太阳能电池跟通讯及电脑革 命基于同样的原理和材料。而我们这个电子教程包括了 光伏器件和系统的运行和应用。
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 1
序言：太阳能发电的介绍
§ 0.1 太阳能 § 0.2 光伏发电 § 0.3 温室效应
2018/10/3 UNSW新南威尔士大学 2
§ 0.1 太阳能
太阳能，从某种形式上说，是地球上几乎所有能 源的源头。而人类，像所有其它的动物和植物一样， 因为温暖和食物而依赖于太阳。然而，人类同时还以 许多不同的方式利用太阳的能量。比如，化石燃料， 一种来自以前地质时代的植物材料，就被用在交通运 输和发电上。本质上它就是储存了无数年以前的太阳 能。类似的，生物把太阳能转换成可以用来加热、运 输和发电的燃料。风能，几百年来被人们用来提供机 械能以及用于运输的能源，利用的是被太阳光加热的 空气和地球转动产生的空气流动。如今，风力涡轮机
2Байду номын сангаас18/10/3 UNSW新南威尔士大学 7
§ 0.2 光伏发电的介绍
小尺寸的可携带的应用（如计算器和手表）开始 被使用，并让偏远地区的电力供应受益匪浅。 到了 1980 年代，对硅太阳能电池的研究获得了回 报，电池的发电效率开始提高。 1985 年硅电池的效率 达到了里程碑式的20%。在紧接着的十年，光伏产业经 历了每年15%到20%之间的稳定增长。1997年增长率达 到了38%。而今天，太阳能电池不再被认为只是一种提 供电力和提高那些电网还没到达的偏远地区的人们生 活质量的方法。而是还作为一种能显著地减少由先进 工业国家造成的环境破坏的影响的方法。
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§ 0.3 温室效应
如果我们地球像月球一样没有大气层，那么地 球表面的平均温度将下降到大约零下 18°C 。然而， 自然形成的占大气质量百万分之 270 （ 270ppm ）的 二氧化碳（CO2 ），吸收了飞向太空的辐射，也因 此保存了大气的能量，让地球保暖。大气层使地球 平均温度保持在15°C左右，比月球的高33°C。二 氧化碳强烈地吸收波长在13-19微米波段的辐射，而 另外一种大气气体 —— 水蒸气，能强烈吸收波长在 4-7微米波段的辐射。大多数逃逸出地球的辐射的波 长集中在7-13微米波段这个“窗口”。