太阳能光电转换西安交通大学
聚合物本体异质结型太阳能电池研究进展
基金项目:国家自然科学基金(59983001);作者简介:王彦涛(1979-),男,硕士研究生,主要从事光电功能材料的研究。
聚合物本体异质结型太阳能电池研究进展王彦涛,韦 玮,刘俊峰,张 辉(西安交通大学环境与化学工程学院,西安710049) 摘要:聚合物本体异质结型太阳能电池是一种基于电子给体/受体混合物薄膜的高效率有机光伏器件。
文中介绍了近年来聚合物本体异质结型太阳能电池的最新研究进展,指出了目前存在的问题和今后的发展方向。
关键词:有机太阳能电池;共轭聚合物;异质结随着全球对能源需求的日益增加,石油、煤炭、天然气等传统能源日益枯竭,地球每年吸收的太阳能为5.4×1024J 左右,相当于目前世界上所有可用能源的几万倍。
因此太阳能的利用,尤其是直接利用太阳辐射转变为电能的太阳能电池的应用,特别受人关注。
目前,太阳能电池有很多种,几乎所有商品化的太阳能电池都是由硅或者无机化合物半导体制成,然而其高成本,制造过程当中的毒性和不易柔性加工等缺点,使得人们从上个世纪70年代开始关注有机太阳能电池研制,尤其是共轭聚合物太阳能电池的研究更是近年来研究的一个热点。
这种聚合物电池具有很多独特的性质,如:可提供湿法加工成膜(旋涂、刮涂及丝网印刷等);可制成柔性器件、特种形状器件以及大面积器件;共轭聚合物很容易和其他有机或者无机材料共混而制备杂化器件等等。
目前,纯聚合物太阳能电池光电转换效率大都很低[1],为1%～2%,制约其能量转换效率的主要因素是电池的光谱响应与太阳光地面辐射不匹配、载流子在势场中的迁移率以及载流子的电极收集效率低等。
光诱导电荷转移现象的发现[2,3],使得聚合物太阳能电池的效率有了大幅提高。
如Saricifici 等[4]发现聚2-甲氧基252(22己基己氧基)21,42对苯撑乙烯(MEH 2PPV )与C 60的复合体系中存在光诱导电子转移现象。
利用共轭聚合物作为电子给体材料(D ),有机小分子或者无机半导体作为电子受体材料(A )制成复合薄膜,通过控制相分离的微观结构形成互穿网络,从而在复合体中存在较大的D/A 界面面积,每个D/A 接触处即形成一个异质结,同时D/A 网络是双连续结构的,整个复合体即可被视为一个大的本体异质结,以这种复合体薄膜为活性层的太阳能电池被称为聚合物本体异质结型太阳能电池。
《太阳能和光电转换》课件
优化系统布局与配置
根据地理位置、气候条件和系统需求，合理配置 和布局各部件，提高光电转换效率。
05 太阳能电池的应用实例
太阳能光伏发电系统
总结词
利用太阳能电池将光能转换为电能，为家庭、企业或城市提供电力。
详细描述
太阳能光伏发电系统包括太阳能电池板、逆变器、控制器和储能设备等组件， 可将太阳能转换为直流电，通过逆变器转换为交流电，供给家庭、企业或城市 使用。
储存太阳能电池板产生 的电能，如蓄电池或超
级电容器。
光电转换系统的优化方法
提高太阳能电池板的光电转换效率
通过改进材料、表面处理和结构优化等方式提高光电转换效率。
降低系统成本
采用低成本材料和制造工艺，降低整个系统的成本。
提高系统稳定性
加强散热设计、提高抗风能力和优化连接方式，提高系统的稳定性和 寿命。
详细描述
太阳能灯具与路灯集成了太阳能电池 、LED灯具和控制部件等，通过太阳 能电池吸收太阳辐射能并转换为电能 ，供给LED灯具使用，实现夜间照明 。
太阳能船、太阳能车等交通工具
总结词
利用太阳能电池为动力，驱动交通工具行驶。
详细描述
太阳能船、太阳能车等交通工具集成了高性能的太阳能电池和电机，通过太阳能电池吸收太阳辐射能并转换为电 能，供给电机使用，驱动交通工具行驶。
详细描述
太阳内部的氢原子在高温高压下通过核聚变反应生成氦原子，并释放出大量的能量。这 些能量以光和热的形式向宇宙空间辐射，地球表面接收到的太阳辐射能主要来自于太阳 直射辐射和地面反射辐射。太阳能的分布受到地理位置和气候条件的影响，不同地区接
收到的太阳辐射能存在差异。
第四届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛(哈电杯)获奖作品名单
第四届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛（哈电杯）获奖作品名单一、特等奖（10个）：1、《害虫自杀式太阳能灭虫器》德州学院科技作品类2、《新型高精度太阳自跟踪系统》浙江大学科技作品类3、《基于风压变换和压电效应的风能收集器》浙江大学科技作品类4、《光电冷热一体化的太阳能利用技术研究》哈尔滨工业大学科技作品类5、《新型太阳能航拍飞机》南昌航空大学科技作品类6、《新型高效自适应LED调光器》西安交通大学科技作品类7、《蓝藻、油污收聚一体化装置》东南大学科技作品类8、《一种集能量回收、污水处理以及CO2吸收于一体的新型微生物电化学系统》西安交通大学科技作品类9、《干电池残余电量回收系统》山东大学科技作品类10、《免维护自发电门禁系统》上海交通大学科技作品类一等奖（30个）：1、《安徽安庆破罡湖土壤重金属污染及潜在危害调查研究》安庆师范学院社会实践类2、《无级变流量节水座便器排水装置》北京建筑工程学院科技作品类3、《人力驱动健身热水器》北京科技大学科技作品类4、《基于废旧衣物纤维的无纺布壁纸》北京科技大学科技作品类5、《清风回热换气扇》北京科技大学科技作品类6、《成都市地铁自动上行扶梯空转情况调查报告》成都信息工程学院社会实践类7、《具有废水脱氮性能的连续式反硝化菌燃料电池》东北电力大学科技作品类8、《广东公路运输行业节能减排评价指标体系的设计》广东交通职业技术学院社会实践类9、《基于潮流能发电技术的海水淡化工程船》哈尔滨工程大学科技作品类10、《基于磁路控制的汽车制动蓄能装置》哈尔滨工程大学科技作品类11、《一种可实现超低温排烟的节能环保锅炉》哈尔滨工业大学科技作品类12、《一种高效微型离心泵》哈尔滨工业大学科技作品类13、《新型纳米黑液太阳能热水集热器》哈尔滨工业大学科技作品类14、《带导叶新型复合翼型垂直轴风力机》华中科技大学科技作品类15、《一种模块化制动储能及利用装置》华中科技大学科技作品类16 、《小波浪能利用发电装置》华中科技大学科技作品类17、《风力致热海水淡化装置》华中科技大学文华学院科技作品类18、《<节能减排拍手歌>动画宣传片》黄冈职业技术学院科技作品类19、《基于太阳能LED光源的水环境修复净化系统》南京师范大学科技作品类20、《基于虹吸原理及物联网技术的渗透灌溉系统》南京邮电大学科技作品类21、《家用冷热联供机》上海理工大学科技作品类22、《关于农村废旧坑塘再利用的调查报告》太原理工大学社会实践类23、《汽车减震器发电装置》同济大学科技作品类24、《弱电混合动力赛车研制》温州大学科技作品类25、《一种提高发电效率的新型核电汽轮机汽水分离器》武汉大学科技作品类26、《运动能量综合利用系统》武汉理工大学华夏学院科技作品类27、《毛乌素沙地生物质能源利用调查及沙漠地区发展生物质能源的探讨》西安交通大学社会实践类28、《关于煤矿瓦斯利用现状的调查研究与前景展望》西安交通大学社会实践类29、《基于待机能耗管理技术的智能化插座》浙江大学科技作品类30、《基于斯特林—布雷顿循环的能量多级利用系统》浙江大学科技作品类二等奖（90个）：1、《北京农村住宅太阳能采暖系统的诊断优化（调查报告）》北京工业大学社会实践类2、《双塔循环活性炭法烟气脱硫装置》北京科技大学科技作品类3、《精制棉废水制备酚醛树脂胶粘剂》北京理工大学科技作品类4 、《智能太阳能车》滨州学院科技作品类5、《光电驱动式太阳能暖风器》长春工程学院科技作品类6、《基于全自然光的公路隧道智能照明系统》长春工程学院科技作品类7、《河南省开封县沼气节能工程调查与研究》长沙理工大学社会实践类8、《多层太阳能低碳住宅设计》大连理工大学科技作品类9、《MyDream我的节能生活》大连民族学院科技作品类10、《钢铁企业与城市环境和谐发展模式研究报告—以唐山钢铁集团和唐山市为例》东北大学社会实践类11、《低品级菱镁矿浮选提纯制备高纯镁砂工艺设计及应用》东北大学科技作品类12、《薄型稳压输出微藻太阳能电池》东北电力大学科技作品类13、《利用复合抛物面集热器的高效太阳能集热装置》东南大学科技作品类14、《可再生功能陶炭》福州大学科技作品类15 、《节能服务产业的现状、前景、问题与对策——来自广州市的调查报告》广东技术师范学院社会实践类16、《风能太阳能自主式三体船》哈尔滨工程大学科技作品类17 、《沼气污水源热泵系统》哈尔滨工程大学科技作品类18 、《一种可用于发电的新型辅助刹车装置》哈尔滨工业大学科技作品类19、《新型城市路面融雪系统》哈尔滨工业大学科技作品类20、《基于径流双轮效应的风力发电机》哈尔滨工业大学科技作品类21、《智能脉冲温控暖气节能及计费系统》哈尔滨工业大学科技作品类22、《横向冲刷可调节载液板降膜反应器》哈尔滨工业大学科技作品类23、《复合式水面收油装置》哈尔滨工业大学科技作品类24、《城市雨水收集及其综合利用》海南大学科技25、《蒸发冷却式淋水器》河北科技大学科技26、《保定市低碳农业经济发展运行机制研究》河北农业大学社会实践类27、《目标跟踪分段供电路灯系统》河海大学科技作品类28、《船闸输水廊道水头利用研究》河海大学科技作品类29、《基于龙虾壳的低成本新型重金属吸附剂的研究》河海大学科技作品类30、《纺织产品碳足迹核算与碳减排对策研究——以湘潭东信细纺分厂的纯棉纱C21s产品为例》湖南科技大学社会实践类31、《槽式太阳能集热器太阳跟踪系统的优化设计》华北电力大学科技作品类32、《电厂发电配额调研及经济补偿分析报告》华北电力大学社会实践类33、《鄱阳湖生态经济区养猪沼气发电补偿机制研究》华东交通大学社会实践类34、《新型硅离子液体染料敏化太阳能电池》华东理工大学科技作品类35、《高效烟气脱硫超声波雾化喷嘴》华南理工大学科技作品类36、《东莞市造纸行业节能减排对经济的影响》华南理工大学广州学院社会实践类37、《基于超声波雾化的发动机燃油供给系统》华南理工大学广州学院科技作品类38、《基于单向阀桥式整流油路的新型汽车液压减震发电系统》华中科技大学科技作品类39、《太阳能斯特林直线发电装置》华中科技大学科技作品类40、《废弃磷矿渣再利用---磷矿渣发泡混凝土的研究》淮海工学院科技作品类41、《过剩水压利用系统》惠州学院科技作品类42、《化工循环水系统节能策略研究》江苏大学社会实践类43、《利用矿山尾矿等工业废料研制环保绿色琉璃瓦》景德镇陶瓷学院科技作品类44、《地铁拉手自助式发电装置》南京工业大学科技作品类45、《面向高浓度有机废水处理的小球藻生物阴极型微生物燃料电池》南京工业大学科技46、《新型环路热管新风换气装置》南京工业大学科技作品类47、《混合动力斯特林低温高效发电装置》南京航空航天大学科技作品类48、《低噪声排气消声器设计》南京航空航天大学科技作品类49、《基于废、余热的小型溴化锂制冷机》清华大学科技作品类50、《烟气余热干燥脱硫石膏系统及装置》山东大学科技作品类51、《基于仿生原理的太阳能电池冷却系统》上海电力学院科技作品类52、《上海公共自行车运营机制研究》上海工程技术大学社会实践类53、《太阳能、自然冷能与低谷电耦合双温空调系统》上海海事大学科技作品类54、《相变蓄冷冷藏车》上海海事大学科技作品类55、《用于机房节能降温的微通道型分离式热管换热系统》上海交通大学科技作品类56、《太阳能热化学双向变温吸附储能系统》上海交通大学科技作品类57、《自转向式太阳能驱动热声机械水泵》上海交通大学科技作品类58、《自发电无线光电鼠标》上海交通大学科技作品类59、《高校浴室调查研究及节能热回收系统的设计》上海理工大学社会实践类60、《具有热泵回收余热的热电冷三联产系统》上海理工大学科技作品类61、《中南地区城市住宅的能耗调查研究及节能分析——以衡阳市为例》邵阳学院社会实践类62、《无水层蒸汽发生器》沈阳工程学院科技作品类63、《省电公主》四川大学科技作品类64、《关于南疆地区节能减排的调研─以阿拉尔为例》塔里木大学社会实践类65、《利用光纤传导太阳能的室内应用系统》天津大学科技作品类66、《产生光合作用光谱的发光玻璃及温室补光装置》天津理工大学科技作品类67、《天津体育宾馆空气热源泵在实际应用过程中耗能和CO2、SO2粉尘减排数据的分析》天津理工大学社会实践类68、《多功能节能空调帐》同济大学科技作品类69、《无蓄电池式自冷却光伏扬水系统》武汉大学科技作品类70、《火电厂输煤系统干式智能集尘去废小车》武汉大学科技作品类71、《基于太阳能光电转换制冷—绿色节能冰箱研制》武汉理工大学科技作品类72、《一种新型多种烟气污染物联合脱除装置》西安交通大学科技作品类73、《内燃机高效节能超膨胀的曲柄连杆机构》西北工业大学科技作品类74、《燃气–蒸汽联合的复杂循环高效动力系统》西北工业大学科技作品类75、《多功能节能健身办公椅》西北工业大学科技作品类76、《让绿色出行成为一种潮流——成都市“绿色交通体系”的发展评估及居民“绿色出行”现状的调研》西南交通大学社会实践类77、《低品位硫铁矿烧渣制备高强陶粒》西南科技大学科技作品类78、《近郊农业节能减排：现状、问题及对策研究—基于对四川省绵阳市的调查》西南科技大学社会实践类79、《污泥–TiO2复合材料的制备及对甲基橙光降解研究》厦门大学嘉庚学院科技作品类80、《开水房节能防溢开关》徐州工程学院科技作品类81、《微生物电池连续处理废水能量在线利用系统》浙江大学科技作品类82、《基于微能量利用的集成式多功能充电装置--E-BOX》浙江大学科技作品类83、《新型高效热泵加热储热系统》浙江大学科技作品类84、《基于冲击式透平的振荡水柱波能发电装置》中国海洋大学科技作品类85、《储热式多孔介质燃烧器驱动低浓度煤层气斯特林机发电装置》中国矿业大学科技作品类86、《井巷喷注隔热材料降温实验装置及技术》中国矿业大学科技作品类87、《为农村新能源健康发展“保驾护航”——昌平农村新能源使用情况调查研究》中国石油大学(北京) 社会实践类88、《多功能节能节水太阳树灯》中南大学科技作品类89、《制冷系统增压节能装置》中南大学科技作品类90、《重庆市大学城学生宿舍室内热环境气候适应性调控策略研究》重庆大学社会实践类三等奖：1 多功能空气质量智能检测仪2 高架桥雨水综合利用节能装置3 利用重选原理回收利用普通废旧锌锰干电池4 基于矸石动力混凝土研制及系统优化的"以矸换煤"技术5 低碳自动送料装置设计说明书6 低温等离子体协同絮凝剂处理印染废水研究7 关于大学生手机节能问题8 文化层次差异与节能减排意识差异的相关性研究9 巢湖周边表层土壤营养盐调查研究 10 基于再生制动的怠速稀燃混氢策略 11 音量手感控制式汽车喇叭 12 北京工业大学垃圾分类调查报告 13 室内温度的实时监控系统 14 内燃机排气余热利用有机朗肯循环系统中膨胀机与发电机集成装... 15 电液混合动力概念车的设计与试验研究 16 对汽车废热回收利用的半导体温差发电系统 17 基于热声效应的多缸发动机 18 分光太阳能发电系统 19 动叶片垂直轴风力发电机20 楼宇百叶窗式太阳能能源收集器 21 北京浅山区民居建筑保温优化研究 22 基于立体光伏太阳能收集系统的可调式多功能帽 23 卡车半自动上篷布防尘机24 节能意识创意游戏软件——绿色突围设计 25 水流涡激振动发电机 26 余热回收式节能灶 27 浮筒式波浪发电装置 28 基于单片机控制的LED照明自动调光装置 29 社区健身器充电照明装置 30 "原生态"——空气源无动力循环制冷装置 31 利用废旧中性笔芯制作聚苯乙烯板 32 长沙节假日交通拥堵疏导方案研究 33 废弃氟石膏的改性及应用 34 U型翅片板式换热器 35 利用铅锌尾矿制备泡沫混凝土砌块 36 节能健康饮水机 37 CSA生态农场之节能减排 38 关于近年焦作电厂节能减排情况调查报告 39 新型节能水龙头 40 水产养殖太阳能辅助海水加热系统 41 低碳经济背景下物流能源问题调查分析 42 基于图像识别的教室节能系统 43 改性玉米秸秆芯对石油的吸附 44 重组式发电机 45 热水器智能节水装置 46 消除供电后自动照明的新型节能开关 47 大公共交通系统能量调配使用模式——运动列车为城市电动汽车... 48 电磁节能开关 49 新概念高效太阳能晾衣架 50 城市老年人节能减排意识及其社会价值的调研报告 51 发电地毯 52 节能地砖蓄电供电系统 53 汽液转换式太阳追踪仪 54 镁熔坨余热回收与利用 55 新型烧结过程余热资源回收利用装置 56 基于太阳能动力的电催化废水处理及氢气发生综合利用装置 57 循环式、高环保、节能型多级除尘系统58 城市污水处理回用工艺研究调研 59 染料废水混凝污泥资源化新途径——污泥免烧生态地砖制备 60 松嫩平原盐碱地农业面源污染调查研究 61 压力感应式节水系统 62 离子液体–二氧化钛泡沫镍电极净化废水装置 63 南方城市污水处理厂减排效能不高的调查与分析––... 64 建设高校低碳生活的研究——以福州大学旗山校区为例 65 减速带发电系统 66 基于公共物流信息平台的珠三角集装箱 67 基于人工智能的浅层地能低温储粮系统 68 新型绿色能源船舶 69 污泥制备陶粒轻集料技术 70 脉冲电流辅助热处理代替高温扩散退火工艺研究 71 钢质管道风光电互补节能高效网络式防腐专家 72 连续式高效节能梯级恒温加药桶 73 常温相变蓄冷蓄热器的设计 74 低碳经济背景下桂林市公交系统改善的调研与探索 75 燃料电池用固态储氢装置研究 76 桂林市七里店污水净化厂能耗调研与节能分析 77 桂林理工大学雁山校区中水回用工艺设计 78 竖轴变桨距潮流发电水轮机 79 具有发电功能的高速公路隔离带 80 新型船用污泥减量环流MBR装置 81 发电用燃气-蒸汽-热气流联合循环装置 82 利用汽车废热的吸收式制冷空调 83 新型高效风力发电机 84 一种基于主蒸汽流量的汽轮机组滑压运行方法 85 一种利用抽水蓄能平衡风电的方法 86 能量自给型半自动道闸系统 87 基于热交换机与自适应日光跟踪的室内采光通风系统 88 基于资源共享的多方式节能打印平台 89 太阳能直热回流负压式海水淡化系统 90 汽车节能畅行红绿灯智能提示器 91 基于压电悬臂梁和超级电容的地铁轨道振动能量回收系统 92 "新型绿色生态示范村"建设规划——海南乐城岛&quo... 93 宾馆节水装置设计 94 新型健身洗衣机 95 回收废旧器件用于制作笔记本电脑散热底座 96 压电无线节能鼠标设计 97 碳基活塞的研制及在内燃机上的应用研究 98 节电小超人 99 磁场加强海水淡化 100 水精灵 101 教室灯光节能控制与学生信息采集系统 102 关于唐山世园会节能减排的实践调查103 钢厂余热梯级利用的工艺流程方案设计 104 唐山工业锅炉利用现状调研及节能减排对策分析 105 河北省农业水资源利用状况研究 106 农田节水灌溉发展中的制度设计与经济调节分析——衡水试点节... 107 复合型生态法污水处理及回用系统 108 "重女轻男"节能型公厕的必要性研究 109 基于遥感的城市热环境与城市绿地关系研究 110 生物淋滤法去除污泥中As的离子 111 节水型高校建设实施状况调查––—以南京江宁高校... 112 直流分路供电式太阳能家用冰箱 113 太阳能转轮除湿空调系统 114 玉米秸秆同步糖化发酵制乙醇工艺研究 115 低碳运动按摩仪 116 下水道沼气开发系统设计 117 赤泥的无害化综合回收利用及管理优化 118 粉煤灰在塑料中的应用特性研究 119 新型生物质半气化供暖系统设计 120 十堰市高校教室用电情况调查报告 121 感应式光控节能灯 122 实用节能减排型步进式电机控制EGR阀 123 "两型社会"建设背景下公众参与环境保护的调查报告... 124 节能型卫生易拉罐 125 湘潭市农村生活垃圾资源化利用的调研报告 126 一种智能化高效节能配电装置 127 一种低功耗离网式混和照明系统 128 利用斯特林机回收烟气余热设计 129 适应峰谷阶梯电价的节能型低碳住宅空调系统 130 基于磁通控制变压器的负荷节能装置131 关于废旧中性笔笔芯的调查及研究 132 太阳能热水器温差发电系统设计133 自行车接驳城市轨道交通——智能管理自行车立体车库 134 冷却塔内风力发电装置 135 超声波煤粉共振燃烧优化系统 136 一种工业余热驱动的VM循环热泵型空调热水器 137 基于无线局域网的绿色视频监控系统 138 一种利用低品位热源发电的热声发电机设计 139 应用正渗透技术淡化海水和苦咸水的节能减排工艺 140 基于微热管的"太阳花"LED散热基座 141 华南地区学生宿舍节能优化改造方案设计说明书 142 基于半导体温差发电的新型工业余热回收升级利用 143 超临界锅炉高温管内氧化皮快速探测仪的开发 144 基于热管的"封闭机柜节能换热器" 145 微风力发电单元 146 基于单缸四冲程机的充分利用做功行程的顶置进排气二冲程机的... 147 柴油车尾气离心静电式微粒捕集净化器148 基于MPPT控制的双轴自动跟踪太阳能发电装置 149 基于太阳能的无线多点监控节能喷灌系统 150 广州市城市生活垃圾处理现状分析及分类回收调研报告 151 高效智能太阳能发电系统 152 细菌纤维素膜固定化酶应用于污水处理153 新型广风速适应风力机 154 节水型蒸馏水器改造设计 155 关于农村沼气推广中的问题的调查 156 鄂东南地区农村环境现状调查报告及防治措施 157 节能减排下地级城市居民低碳意识及行为的调查分析——以广东... 158 节能插座 159 原竹居住建筑的节能生态设计 160 多功能破障车 161 论嘉兴市农村沼气对节能减排的贡献 162 低碳校园健康生活——江苏大学洗化用品使用情况调查报告 163 船用柴油机高温燃油供给系统的开发与研制 164 钙钛矿结构La–K–Fe–O催化剂在实际柴油机尾气排放中的研究... 165 江苏科技大学节水节电情况调研及对策分析 166 空调节能遥控装置 167 火电厂静电除尘电源调研报告 168 高校寝室用电情况调查及节能方案 169 新型节能空调办公桌170 关于当前农村农药使用现状的调查报告——以河南省长垣县为例 (171)多孔悬浮陶粒的修饰改性及其强化水处理的应用研究 172 陶瓷微滤膜的节能型低成本制备技术研究 173 甘肃金徽酒业废弃白酒糟的太阳能辅助回转干燥设计174 沈阳市新城子乡五五村花卉基地建设调研报告 175 东北农村冬季取暖方式的探究改进设计说明书 176 油田污水的油品回收及处理技术研究 177 太阳能相变蓄热加热输送原油系统的研究 178 废用电子产品的回收与利用体系的研究179 校园室外空间环境中路灯系统的优化设计 180 关于内蒙古工业大学公寓楼节水方案改进的可行性分析 181 低碳试点城市节能减排重点领域行动方案设计——以南昌市为例... 182 建立节能型工业产业集群循环经济系统的结构模式与机制的研究... 183 关于电子束辐照烟气脱硫脱硝技术的研究及创新 184 有关向牲畜饲料中添加食品添加剂防止全球变暖的研究 185 生态洗衣机 186 竖轴式风力发电机系统 187 单兵用双三角形燃烧室的小型半导体电池研究 188 中性笔管的循环利用 189 还印机 190 基于新型双水箱空气源热泵的家庭节能系统 191 含砷废水的处理和生物毒性监测系统 192 江苏省农林生物质资源分布特点及其利用技术现状调研 193 一种可实现降温的水膜视窗 194 关于南京夫子庙-秦淮风光带创建“全国低碳旅游示范区”的研究195 一种基于热管的自然冷源多温级蓄冷系统 196 连续式生物质低温热解炭化装置 197 基于Zigbee标准绿色能源低功耗智能家居系统 198 铁电池的制备199 注塑企业节能增效解决方案 200 低碳电动车 201 基于空气振动的降噪发电系统 202 固体废物用于新型脱色–脱氮（EBR–BAF）污水处理反应器填料... 203 双壳程连续螺旋折流板换热器 204 基于配重变档的新型节能电梯 205 太阳能发电海水淡化联合系统 206 自发电免电池无线鼠标 207 风热转换装置及分布式供热方法 208 太阳自动追踪系统 209 "践行低碳，绿色泉城"暑期社会实践调查报告 210 新型实用自动关闭式节能水龙头 211 低水头小型水力发电系统的设计与应用 212 我国北方沼气利用改进技术设计 213 高效自反馈式太阳能发电装置 214 太阳能光伏光热面板智能清洁装置 215 走路发电鞋 216 节能减排之绿色出行研究上海推广免费自行车租赁之利弊调研报... 217 新型太阳能光伏光热一体化机组 218 城市居民小区生活污水处理模式研究–––基于... 219 基于居民支持的城市污水处理研究——基于上海市松江区的实证 (220)室内照明灯红外自控开关设计 221 节能型相变移动供热车 222 开发海洋新能源——基于海水盐度差能发电的研究 223 低温余热发电 224 智能家居——新型智能家居遥控终端系统 225 大型公共场所无线传感节能监控系统 226 基于多元成分、粒径调节带隙宽度的量子点太阳能电池器件设计... 227 利用帕尔贴效应的冷暖空调床 228 一种化工品生产系统热利用的节能改造 229 环保型殡葬礼仪跨火炉 230 城市原生污水源热泵空调系统的节能潜力分析——以邵阳市联都... 231 采用空气－－冷凝水复合冷凝器的家用空调 232 带饮水机的多功能电冰箱 233 环保高效Ce–Zr基稀土催化器 234 生活垃圾余热发电 235 管道热损测量仪 236 塔里木大学供暖系统节能方案 237 对塔里木大学用水用电的调查 238 超声电化学预处理难沉降煤泥水装置 239 负压自动补给灌溉系统原理及可行性试验研究 240 中国传统古建筑低碳技术研究 241 卫生间换气与照明节能装置 242 被'宅'掉的能源 243 小型三轮低耗车 244 一种用于光伏幕墙的电热联产电池板 245 塑料瓶盖自动分类系统 246 浮体式太阳能水循环净化装置 247 新疆博斯腾湖环境现状调查与生态治理 248 节能减排社会实践报告 249 节电插座 250 减速带、缓冲带发电装置 251 节能新理念—利用燃料电池客车余热的吸收式制冷空调系统 252 家用节水型两用座便器 253 光催化耦合生物带污水处理装置 254 踩踏式地面铺设自助发电多用装置 255 矿浆瞬间加热系统 256 少无冷却液切削集成应用系统的研究 257 新型螺旋缝隙式燃气灶分火器 258 石墨烯非晶硅组合太阳能智能路灯 259 基于CAN的汽车怠速自动启停系统研究与设计 260 车用液电馈能式悬架减振器 261 武汉市节能减排现状调研及评估体系构建 262 石墨烯基高效易回收光催化剂的研制 263 智能野外饮水净化系统 264 防止电能浪费的室内电源控制装置 265 汽车振动利用系统的研究与设计 266 基于WSAN的道路灯光集群式无线网络控制系统 267 磁耦合共振的能量无线传输装置 268 节能燃气灶 269 低碳技术在中国公共建筑中的应用及推广的分析报告 270 智能电梯节能控制系统 271 低碳管理在陕西省企业物流中的应用现状调查及展望 272 基于低碳理念的城市智能公共交通系统 273 面向智能电网的高电压大功率静止无功发生器 274 分级延时节水阀275 夹层介质循环型玻璃幕墙技术 276 新型浴室热水雾加温装置 277 高效内燃式燃气热水壶 278 全参数实时在线监测的锅炉能效在线监测系统 279 电子草稿纸的设计 280 西北民族大学草稿纸效益问题调研说明书 281 西北地区植物灌溉模式设计 282 基于光合作用机理的设施农业智能补光系统 283 "追日式"太阳能路灯设计制作 284 高效水循环节能器 285 无轴式节流发电装置 286 生活垃圾高温自蔓延裂解再生燃气新技术 287 基于太阳能交互式喷泉系统设计288 染料敏化太阳能电池的新型敏化剂设计 289 污水处理现状及其技术改进——以厦门市思明区为例 290 乌鲁木齐市高校生活用水调查 291 滤池反冲洗水的回用 292 "领跑者"人力式洗衣机 293 螺旋式风力发电机 294 农村单体用户综合节能系统 295 高效零能耗流线型蓄能结构的新型提水装置 296 高层建筑排水管路发电系统 297 基于高压气流的地下停车库蓄能发电系统 298 太阳池热浮力发电系统 299 波浪能发电蓄能装置 300 小功率光伏发电系统 301 浙江省废弃电器电子产品回收现状及对策 302 印染废水深度净化及回用工艺 303 节能型异形截面折流杆换热器设计 304 基于51单片机的空调节能开关设计 305 LED路灯无线网络控制系统设计说明书 306 高速公路风力发电系统 307 学生公寓节水减排系统 308 太阳能直接电解水制氢装置 309 低碳消费法制化途径调研报告 310 可食性全降解鱼皮明胶复合包装膜 311 大学生生活方式对高校节能减排的影响分析——以中国计量学院... 312 一种新型节能日光灯 313 节。
太阳能的三种转换方式
太阳能的三种转换方式
1、太阳能光热转换：太阳能光热转换时光能被物体表面反射、吸
收或者透过它而最终进入到内部，从而转换成热能的过程。
此外，通
常的太阳能光热转换是单向的，即从可见光（可见光为了400nm-700nm
波长）到热能（约在3000K-4000K之间）；然而，并不是所有的太阳
能能量都能使用这一特性来转换，要想真正有效地利用太阳能光热转换，需要把可见光经过高效的反射和对微细结构的改造，这样才能将
太阳能中的可见光有效地转换成热能。
2、太阳能光电转换：太阳能光电转换是指将太阳能中的可见光经
过装有光分解器的太阳电池片的折射、反射及吸收之后，最终转换成
电能，从而存储到电池电容或者传输到负载装置上的过程。
在实际应
用中，一般是使用太阳能太阳电池片，这种太阳电池片可以将太阳能
中的太阳光能有效地转换成电能，当电流通过太阳电池片时，便可以
获得有用的太阳能电力。
3、太阳能水转换：太阳能水转换是指将太阳能可见光经过反射收
集器，如折射和反射收集器，最终转换成水的过程，这种技术的实施
方式有多种，包括太阳能加热、太阳能热水供应系统、太阳能换热器、太阳能燃料电池和太阳能蒸汽机等。
其中，太阳能热水供应系统是最
为经济实惠的，它可以将太阳能可见光转换成热能，从而再转换成水。
太阳能加热方式的工作原理是将太阳能可见光经过一定的结构材料和
技术结构，转换成热能，从而加热水；太阳能换热器则是将太阳能可
见光经过收集器转变成的热能，用来换热外界的用水，从而为用户提
供便利。
光电材料的新发现博士生发现了一种新型高效率光电转换材料
光电材料的新发现博士生发现了一种新型高效率光电转换材料光电材料的新发现近年来，随着科学技术的不断进步，光电材料领域也取得了许多突破性进展。
在这个充满希望和挑战的领域里，一位博士生意外地发现了一种新型高效率光电转换材料，引起了广泛关注和研究。
1. 引言光电转换材料是指能够将光能转化为电能的材料。
在太阳能电池、光电探测器、光纤通信等领域扮演着重要的角色。
传统的光电材料往往具有效率低、制备困难等缺点，然而，这位博士生的发现为该领域带来了新的希望。
2. 发现的光电转换材料经过长时间的试验和研究，该博士生最终发现了一种基于纳米材料的新型高效率光电转换材料。
这种材料能够将光能迅速转换为电能，并且具有较高的转换效率达到了80%以上。
这一发现引起了科研界的广泛兴趣，并被列为该领域的研究热点。
3. 材料制备与工艺优化为了进一步提高光电转换材料的性能，该博士生经过不断的试验和分析，优化了材料的制备工艺。
通过添加特定的添加剂和调整热处理温度，成功地实现了该材料的高纯度制备。
同时，改进后的工艺使材料的光吸收效能更加稳定，提高了光电转换效率。
4. 光电性能测试与应用前景展望经过一系列的光电性能测试，这种新型光电转换材料表现出了出色的表现。
不仅具有高转换效率，还拥有较长的光电转换寿命。
这使得它在太阳能电池和其他光电器件中具有广阔的应用前景。
5. 材料的机理解析为了深入研究该材料的性能机理，该博士生与同行合作，采用了多种分析手段，如透射电子显微镜、X射线衍射等。
通过对材料微观结构和元素组成的研究，揭示了其高效率光电转换的机理，为进一步优化材料性能提供了理论依据。
6. 其他仍需解决的问题尽管这种新发现的光电材料在光电转换领域取得了显著的突破，但仍面临一些挑战和问题。
比如在制备过程中的成本和可扩展性等。
进一步的研究和创新仍然需要进行，逐步解决这些问题，将这种材料应用于实际生产中。
7. 结论在这位博士生的努力下，一种新型高效率光电转换材料被发现并引起了广泛关注。
钙钛矿太阳能电池光电转换过程中缺陷和离子迁移机制研究进展
钙钛矿太阳能电池光电转换过程中缺陷和离子迁移机制研究进展于嫚【期刊名称】《《西安航空技术高等专科学校学报》》【年(卷),期】2019(037)005【总页数】6页(P23-28)【关键词】钙钛矿太阳能电池; 光电转换; 离子迁移; 载流子动力学【作者】于嫚【作者单位】西安航空学院材料工程学院西安 710077【正文语种】中文【中图分类】TM914.40 引言对于解决日益严峻的能源危机和环境问题，发展新型能源是有效途径。
利用太阳能电池光伏效应直接将太阳能转换成电能以获取清洁能源是解决目前全球能源短缺和环境污染问题的有效途径之一。
目前研究人员已陆续开发出无机半导体太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池以及有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池。
其中有机/无机杂化钙钛矿器件凭借其良好的捕光能力以及优异的载流子双极输运光电性质，迅速成为构筑太阳能电池光学活性层的最佳选择之一，是光伏器件领域的研究热点。
有机/无机杂化钙钛矿器件优异的光电转换性能归因于钙钛矿材料本身的物理化学属性，如良好的光响应能力、超长的载流子扩散长度、高的电荷迁移率等[1-4]。
对于钙钛矿电池，钙钛矿作为捕光活性层材料，吸收光子能量后，将价带内电子激发至导带实现光能向化学势能的转换，目前优异的钙钛矿太阳能电池器件光电转换效率已超过25%[5]。
电子作为之后的能量载体，其存活寿命、扩散长度、热力学分布等情况将是决定电池器件光电转换性能的重要因素。
虽然钙钛矿光伏器件具有制备条件温和、成本低、效率高等优点，但由于钙钛矿光伏材料组分复杂、结构稳定性差、结晶温度窗口窄、易解离等特殊性，内部存在大量的缺陷和可移动的离子，对器件的光伏性能和稳定性具有重要影响，其中离子迁移被认为是导致滞后现象和器件结构不稳定的关键因素。
而缺陷和离子迁移形成过程又相互交叉相互纠缠，区分两者对光电转换过程的作用机制是钙钛矿太阳能电池领域中的关键问题。
探索缺陷和离子迁移对光电转换过程及光电转换机制的影响，对后续器件性能的优化和改进、新型光伏材料的开发和制备具有重要的参考意义。
太阳能电池的光电转换效率研究
太阳能电池的光电转换效率研究在当今能源需求不断增长和环境问题日益严峻的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其开发和利用备受关注。
而太阳能电池作为将太阳能转化为电能的关键设备，其光电转换效率成为了衡量其性能的核心指标。
太阳能电池的工作原理基于光电效应，即当光子照射到半导体材料上时，会激发电子从价带跃迁到导带，形成电流。
然而，在实际应用中，并非所有照射到电池表面的光子都能被有效地转化为电能，这就涉及到光电转换效率的问题。
影响太阳能电池光电转换效率的因素众多。
首先是材料的选择。
常见的太阳能电池材料包括硅、砷化镓、碲化镉等。
硅是目前应用最广泛的材料，但其光电转换效率存在一定的上限。
而砷化镓等化合物半导体材料具有较高的理论转换效率，但成本较高，限制了其大规模应用。
其次，电池的结构设计也至关重要。
例如，传统的单晶硅太阳能电池通常采用平面结构，而近年来发展起来的PERC（Passivated Emitter and Rear Cell）、TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）和HJT （Heterojunction with Intrinsic Thinlayer）等新型结构，通过优化电池的表面钝化和载流子收集，显著提高了光电转换效率。
此外，制备工艺对太阳能电池的性能也有着重要影响。
在制造过程中，晶体生长的质量、杂质的控制、薄膜沉积的均匀性等都会直接影响电池的光电转换效率。
以晶体硅电池为例，高质量的单晶硅片和精细的扩散工艺有助于减少复合损失，提高电池的开路电压和短路电流。
在提高太阳能电池光电转换效率的研究中，多结太阳能电池是一个重要的方向。
通过将不同带隙的半导体材料堆叠在一起，形成多个PN 结，可以吸收更广泛的太阳光谱，从而提高转换效率。
例如，ⅢⅤ族化合物半导体多结太阳能电池已经在航天等领域取得了较高的转换效率。
另一个研究热点是钙钛矿太阳能电池。
钙钛矿材料具有优异的光电性能，如高吸收系数、长载流子扩散长度等。
太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展
第45卷第11期2017年11月硅酸盐学报Vol. 45，No. 11November，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.11.03 太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展王聪，代蓓蓓，于佳玉，王蕾，孙莹(北京航空航天大学物理学院太阳能物理实验室，北京 100191)摘要：重点探讨了太阳能光电、光热转换技术领域的材料研究现状与发展，主要包括光伏电池半导体材料和太阳光谱选择性吸收涂层光学材料膜系。
太阳电池材料的关键问题还是成本与光电转换效率，钙钛矿太阳电池的研究成为光伏电池新的研究热点。
太阳光谱选择性吸收涂层是太阳能光热利用领域的核心材料技术之一。
近年来，太阳能的中高温热利用，尤其是聚焦热发电技术，作为与光伏发电平行的另一种主流太阳能发电方式，成为人们日益关注的焦点。
另外，还阐述了中高温太阳光谱选择性吸收涂层在国内外的研究成果和最新进展。
关键词：太阳能；光伏电池；太阳能聚焦热发电；太阳光谱选择性吸收涂层中图分类号：TK519 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)11–1555–14网络出版时间：2017–10–09 13:56:00 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20171009.1356.014.html Recent Development and Advance of Solar Photovoltaic Materials and PhotothermalConversion MaterialsWANG Cong, DAI Beibei, YU Jiayu, WANG Lei, SUN Ying(Center for Condensed Matter and Material Physics, Beihang University, Beijing 100191, China)Abstract: The research status and advance of solar photovoltaic materials and photothermal conversion materials, which mean semiconductor solar cell materials and solar spectral selective absorbing coatings, were reviewed. The main problems of solar cell materials are cost and photoelectric conversion efficiency (PCE). The investigation of perovskite solar cell becomes a new research hotspot. On the other hand, solar selective absorbing coating is one of the key material technologies of solar thermal utilization. In recent years, medium-high temperature heat utilization of solar energy, especially the technology for concentrated solar power (CSP) as another mainstream of solar energy generation, is becoming a focusing in parallel with photovoltaic power generation. Thus this paper also talks about the research results and recent development of high temperature solar selective absorbing coatings as an important content.Keywords: solar energy; photovoltaic cell; concentrated solar power; solar selective absorbing coating太阳能作为一种取之不尽的清洁能源成为人类开发的重要绿色能源之一。
太阳能光电转换技术
太阳能光电转换技术太阳是地球上最重要的能源来源之一，太阳能也因其无限且环保的特点，成为可再生能源的最有前途的领域之一。
太阳能光电转换技术是将太阳能转化为电能的一种非常有前途的技术，它可以解决全球能源亟待面对的环境性问题，也有望将人类带入更为稳定的能源时代。
太阳能光电转换技术基础太阳能光电转换技术是一种以太阳能为能源，直接将其转换为电能的技术。
太阳能光电转换设备由太阳能电池、电池板、电池板框架、逆变器、蓄电池等器材组成。
太阳能电池是太阳能光电转换技术设备的核心部件，它能将阳光直接转变为电能。
太阳能电池是由材料半导体硅片、PN结等多种组件构成的，主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅等三种类型。
太阳能电池的工作原理是通过材料半导体在光的作用下形成电子空穴对，从而通过PN结将阳光直接转变成电能。
太阳能电池的性能取决于硅片材料、制作工艺、电池结构以及环境条件等多个因素。
单晶硅具有更高的转换效率，但成本更昂贵；多晶硅成本较低，但效率稍低；而非晶硅的性能和成本都居于中等水平。
太阳能光电转换技术优点相比于化石能源，太阳能光电转换技术的优点不言而喻，主要有以下几个方面：1. 可再生性：太阳能光电转换技术的能源源源不断，无限且不污染环境，符合可持续发展的精神。
2. 环保性：太阳能光电转换技术在发电过程中不会产生氮氧化物、二氧化硫等污染物，对环境造成的影响较小。
3. 可靠性：太阳能光电转换技术的主要器材材料比较稳定，有较长的使用寿命，保养费用较低。
4. 安全性：太阳能光电转换技术的安全性并没有很高的风险，不存在如化石能源一样的爆炸、火灾等危险。
太阳能光电转换技术现状及未来发展目前，全球太阳能光电转换技术处于快速发展的阶段，这是因为人们开始意识到化石能源对环境的破坏和资源的逐渐枯竭。
据统计，全球太阳能光电转换技术产业已经超过1000亿美元，未来几年经济规模还将继续增长。
未来，随着新技术的发展，太阳能光电转换技术在效率和产能上也将继续提高。
太阳能电池光电转换原理
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三结GaAs太阳能电池光电转换效率研究的开题报告
三结GaAs太阳能电池光电转换效率研究的开题报
告
一、研究背景
随着能源需求的增加和化石能源的消耗，寻找新的可再生能源来源变得越来越重要。
太阳能作为一种重要的可再生能源，已经成为世界各国研究的热点之一。
因此，研究高效太阳能电池成为了当前研究的重要方向。
三结GaAs太阳能电池具有优异的光电转换效率和光稳定性，是目前最为先进的太阳能电池之一。
因此，研究三结GaAs太阳能电池的光电转换效率，对于提高太阳能电池的效率有着重要意义。
二、研究目的
本文旨在通过实验、模拟等方法，分析研究三结GaAs太阳能电池的光电转换效率的影响因素，并探讨如何进一步提高其光电转换效率。
三、研究方法
本研究将采用实验和数值模拟相结合的方法进行研究。
具体来说，将在实验室中分别制备含有不同组分和厚度的三结GaAs太阳能电池，通过测量其电池参数（如开路电压、短路电流、填充因子等）得到其光电转换效率，并分析其影响因素。
同时，采用数值模拟方法对三结GaAs太阳能电池的结构和光学特性进行模拟和优化，得到最佳的结构参数以提高其光电转换效率。
四、研究内容
1.制备三结GaAs太阳能电池
2.测量其电池参数，并分析其影响因素
3.基于数值模拟方法，对三结GaAs太阳能电池进行模拟和优化
4.探讨如何进一步提高其光电转换效率
五、预期结果
我们预期通过实验和数值模拟，可以得到三结GaAs太阳能电池的最佳结构参数和制备工艺，并提高其光电转换效率。
这将为太阳能电池的应用和开发提供有力的技术支持，推动可再生能源的发展。
光电转换材料在新一代太阳能电池中的应用
光电转换材料在新一代太阳能电池中的应用
罗达峰;吴洁;冯贤娟;刘蕊
【期刊名称】《集成电路应用》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】阐述太阳能电池的发展趋势和局限性,分析光电转换材料的作用和优势。
探讨光电转换材料的种类和特性,包括有机光伏材料、无机光伏材料、杂化光伏材料。
【总页数】2页(P16-17)
【作者】罗达峰;吴洁;冯贤娟;刘蕊
【作者单位】南通大学杏林学院;南通大学物理科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.上转换纳米材料及其在提高太阳能电池光电效率中的应用∗
2.薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展
3.钙钛矿太阳能电池光电转换过程中缺陷和离子迁移机制研究进展
4.新材料可提高太阳能电池光电转换率
5.新材料可提高太阳能电池光电转换率
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西安交通大学传热学课件
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传热学 Heat Transfer
• 理论上覆盖整个电磁波谱； • 可见光0.380.76m
红外线0.7625100m • 一般工业范围内（2000K以下）：
0.76100m
0.7620m ?
• 对于太阳辐射（约5800K）：0.22m
17/95
传热学 Heat Transfer
日常生活(1)
人体散热
人体与墙壁间的热交换
太阳能利用
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传热学 Heat Transfer
日常生活(2)
保温瓶的散热
窗帘对太阳能 的阻隔作用
说明：不要以为辐射只有在高温 时才重要，其实在常温甚 至低温下有时也很重要，
辐射换热的推动力是温差。
பைடு நூலகம்8/95
传热学 Heat Transfer
太阳能利用(1)
27/95
2、Planck定律
传热学 Heat Transfer
Eb
c15
ec2 (T ) 1
式中： λ— 波长，m T — 黑体温度，K c1 — 第一辐射常数，3.742×10-16 Wm2 c2 — 第二辐射常数，1.4388×10-2 WK
28/95
传热学 Heat Transfer 29/95
光—热转换
太阳能热水器
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传热学 Heat Transfer
太阳能利用(2)
太阳能灯
10/95
传热学 Heat Transfer
太阳能利用(3)
太阳能光伏发电站
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传热学 Heat Transfer
太阳能利用(4)
德国新议会大厦
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太阳能综合光电效应热力学与能量转化
太阳能综合光电效应热力学与能量转化随着可再生能源的重要性日益凸显，太阳能作为最主要的一种可再生能源之一，备受关注。
而太阳能的光电效应热力学与能量转化则是探索太阳能利用的关键因素之一。
本文将从热力学角度出发，探讨太阳能综合光电效应以及能量转化的原理和方法。
【第一部分：太阳能光电效应的热力学原理】光电效应是指太阳能在光学材料中的吸收、电子激发和电荷分离的过程，产生了光电流。
从热力学角度来看，太阳能光电效应涉及到光的吸收、能量转移和能量传递的过程。
首先，光的吸收。
太阳能光电效应的第一步是光子与光电材料之间的相互作用，其中光子能量的吸收对太阳能的转化至关重要。
通过合适的材料选择和设计，太阳能光电材料能够吸收不同波长范围内的太阳光，并将其转化为有用的电能。
其次，能量转移。
太阳能光电效应的第二步是光子能量到电子能量的转移。
当光子被光电材料吸收后，光子的能量将被传递给材料中的电子，激发电子跃迁到导带中，形成电子空穴对。
最后，能量传递。
太阳能光电效应的第三步是电子和空穴之间的能量传递。
电子和空穴在材料中的导电过程使得太阳能能量转化为电能，并最终输出电流，供人们使用。
【第二部分：太阳能光电效应的能量转化方法】太阳能光电效应的能量转化方法主要包括光伏效应和光热效应两种。
光伏效应是指太阳能光电效应中光能直接转化为电能的过程。
通过利用光电材料的能带结构和电子云密度分布等特性，光能可以转化为电流。
常见的太阳能光电转化设备包括太阳能电池板和太阳能组件等。
太阳能电池板通过光伏效应将光能转化为直流电能，可广泛应用于光伏发电系统、家用光伏以及太阳能充电装置等领域。
光热效应是指太阳能光电效应中光能被转化为热能的过程。
通过将太阳光能聚焦到集热器中，集热器中的液体或气体吸收光能后被加热，然后将热能转化为电能或其他形式能源。
光热转换方式可以是直接的，如太阳能热水器，也可以是间接的，如太阳能发电中的热能发电站。
【第三部分：太阳能综合光电效应的应用前景】太阳能综合光电效应具备广阔的应用前景。
硅基太阳能电池实现光电转换的过程
硅基太阳能电池实现光电转换的过程1. 什么是硅基太阳能电池在咱们的日常生活中，太阳能电池就像是一块能量饼，能够把阳光变成电力，真是个聪明的家伙！硅基太阳能电池是这一领域的主角，主要由硅这个元素制成。
硅可是咱们地球上最常见的半导体材料之一，它的特性就像一块海绵，能吸收光线并转化成电流。
你知道吗？这就像把阳光“榨汁”，然后用这些“果汁”来点亮我们的家，太酷了！2. 光电转换的过程2.1 吸收光能那么，这个光电转换到底是怎么运作的呢？首先，硅基太阳能电池需要吸收太阳光。
想象一下，阳光照射在电池表面，光子（就是阳光的小颗粒）就像热情的小朋友，冲进了硅的“乐园”。
硅材料里有很多的电子，这些电子就像是被阳光的热情所感染，开始“舞动”起来。
你会看到，一些电子被光子的能量击打出来，进入到电池的导电带中，这一步就像是“舞会开场”，气氛顿时热烈起来。
2.2 生成电流接下来，咱们的硅基太阳能电池会通过内部的电场，把这些舞动的电子导向特定的方向，这样就形成了电流。
嘿，想象一下，如果在舞会上，有人引导着大家朝一个方向走，那场面得多壮观啊！而这个电流就是我们后面要用的电力，它可以点亮灯泡、驱动家电，甚至给电动汽车充电，真是好用得不行！3. 效率与应用3.1 效率问题当然，光电转换的效率也是一个不得不提的问题。
就像生活中的任何事儿，永远都有那么点“瑕疵”。
目前，硅基太阳能电池的效率一般在15%到22%之间。
虽然听上去不算高，但要知道，随着科技的发展，这个数字在逐渐上升，就像是我们一直在努力提升自己的“能量值”。
未来的太阳能电池，有可能让这个数字飙升到30%甚至更高，嘿，想想都觉得刺激！3.2 日常应用说到应用，硅基太阳能电池真的是无处不在，家里的屋顶上、偏远地区的灯塔、甚至宇宙飞船上，都能看到它的身影。
你可能还不知道，这种电池不仅能发电，还能帮助减少温室气体的排放，保护咱们的地球。
想想吧，给地球减负，这可是个大功德，谁不想为环境出一份力呢？4. 未来展望展望未来，硅基太阳能电池的前景简直是一片光明！随着科技的进步，新的材料和技术不断涌现，或许有一天，我们能看到更高效、更便宜的太阳能电池，真正做到“阳光不愁，电力无忧”。
硅基太阳能电池实现光电转换的过程
硅基太阳能电池实现光电转换的过程太阳能，这个我们每天都会用到的能量源泉，其实是一个高科技的舞台，而硅基太阳能电池就是这场戏的主角。
它就像是一台神奇的机器，能够把阳光这种看似普通却又强大的能量，转化为电能，供我们的生活使用。
硅基太阳能电池是如何做到的呢？让我们一起来揭开这个秘密吧！硅基太阳能电池的工作原理就像是一个神奇的魔法箱。
当阳光照射到这个箱子上时，就像打开了一个开关，里面的小精灵们就开始忙碌起来。
这些小精灵们就是光子，它们像一群调皮的小精灵一样，在硅片上跳来跳去，寻找着可以吸收光线的机会。
光子找到了它们的“目标”——硅片。
硅片就像一块巨大的磁铁，紧紧地抓住了光子，不让它们再跑掉。
光子被硅片吸引过来后，就和硅片上的电子开始了亲密的接触。
这个过程就像是一场精彩的舞蹈，光子轻轻地触碰了电子，让电子们兴奋地跳起了舞。
然后，电子们开始了一场激动人心的跳跃。
它们像是一群快乐的小鸟，从硅片的一端飞到另一端，然后又回到起点。
在这个过程中，光子的能量被传递给了电子，使它们获得了足够的能量，开始了自己的旅程。
当电子们完成了他们的旅行后，它们就变成了电流，这就是我们所说的电能。
电流就像一条欢快的小溪，从电池中流了出来，滋润着我们的电器设备。
整个过程就像是一场精彩的魔术表演，光子、电子、电流都各司其职，共同完成了一场伟大的工作。
这就是硅基太阳能电池实现光电转换的过程，也是我们生活中不可或缺的能源之一。
所以，当我们在阳光下享受着温暖的阳光时，不要忘记那些默默无闻的硅基太阳能电池。
它们是我们生活中的守护者，为我们提供了源源不断的电能。
让我们一起感谢这些小小的英雄们，是他们让我们的生活更加美好！。
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➢元素半导体—Si、Ge、Te等 ➢化合物半导体—GaN、GaAs、InP 、CdS、CdTe、 PbS等 ➢合金半导体—Si1-xGex、AlxGa1-xAs等 10 ➢有可机编辑半版导体—分子晶体、有机络合物、高分子材料
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太阳能电池的发展历程
➢ 1980年 单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅
电池达14.5%，硫化镉电池达9.15%。
➢ 1990年 德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装
3~5kWp光伏电池。
➢ 1997年 日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。
子。共价电子挣脱束缚而成为
自由电子以后，便留下一个空
穴。通常把电子看成带负电的
载流子，把空穴看成带正电的
载流子。
由光照产生的载流子叫做光
生载流子。
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电子-空穴示意图
半导体的内部结构和导电性
自由电子在电场或热运动作用下，可能遇到已经产生的空穴， 与空穴进行复合，从而使载流子消失。空穴载流子的不断产生 和消失，相当于空穴（正电荷）的移动。由于电子和空穴的移 动，就使半导体具有导电性。
可再生能源转化与利用
任课教师：李明涛，赵亮
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2015.11.20
第四章 太阳能光电转换
第1节
第2节
第3节
第4节
第5节
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ห้องสมุดไป่ตู้
概论 光电转换的理论基础 太阳能电池的基本特性 几种典型的太阳能电池 太阳能光伏系统
什么是太阳能光电转换？
太阳能光电转换是直接将太阳能转换为电能，实现转 换的主要部件是太阳能电池。
伏发电大规模应用奠定了基础；同年，首次发现了砷化镓有光伏效应 ，制成了第一块薄膜太阳电池。 ➢ 1958年 太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。 ➢ 1958年 我国开始了太阳能电池的研制工作，1971年首次发射了用太 阳能电池作为电池的人造卫星。 ➢ 1959年 第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。 ➢ 1978年 美国建成100 kWp太阳地面光伏电站。
➢ 适当波长的光照可以改变半导体的导电能力.
如在绝缘衬底上制备的硫化镉(CdS)薄膜，无光照时的暗电阻为几十 MΩ，当受光照后电阻值可以下降为几十KΩ.
➢ 此外，半导体的导电能力还随电场、磁场等的作用而改变
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半导体的内部结构和导电性
半导体的导电能力介于导体和非导体之间，其依靠电子空穴对导电，导电性能非常独特。
达到与其他发电方式相当的水平。
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太阳能电池的利用情况
日本、欧洲、 美国一直是 发展和利用 太阳能电池 的主要国家 和地区。
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世界太阳能电池历年产量峰值（单位：MW）
太阳能电池的利用情况
新千年开始，世界其他国家和地区的太阳能电池产业发展
速度明显加快了。 2002-2007年世界太阳能电池产量峰值（单位：MW）
100万户，每户安装3~5kWp。
➢ 1998年 单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太
阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。
➢ 2010年，商业化单晶硅太阳能电池效率为18.3%，多晶硅15.8%
➢ 2010年，晶体硅电池的价格下降到2＄/Wp，电价达到11￠kW h；
预计2020年晶体硅电池价格下降到1＄/Wp，电价达到5.3￠kW h，
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本节内容： ◆半导体的内部结构和导电性 ◆半导体禁带宽度和光学特性 ◆半导体的掺杂特性 ◆ p-n结 ◆太阳能电池的工作原理
半导体
室温下电阻率处于10-3~109Ω·cm范围内的材料，其电 子激发能隙处在0到大约3ev之间。或者说导电性介于 金属和绝缘体之间的一种材料。
金属电阻率： 10-8Ω·m
半导体的内部结构和导电性
大量的硅原子通过价电子结合在一起，形成晶体。在晶体 中，每个硅原子通常和邻近的4个硅原子以共价键的形式分别共 享4个价电子。
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硅晶体结构示意图
半导体的内部结构和导电性
在一定温度或强光的照射下，
由于热能或光能转化为电子的
动能，如果动能足够大，电子
就可以挣脱束缚而成为自由电
400 657 928 202 713 2500
1088 1062 920 266.1 1751.9 4000
第四章 太阳能光电转换
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节
概论 光电转换的理论基础 太阳能电池的基本特性 几种典型的太阳能电池 太阳能光伏系统
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光生伏特效应
光生伏特效应是太阳能光电转换的基本过程。太阳光是由光 子组成的，光子的能量和太阳光谱的波长相对应。光照射到太阳 能电池板上，可以被反射、吸收或者透射，其中被吸收的光子就 可以产生电能。
年份 区域 2002 中国 10 欧洲 135 日本 251 美国 120 其他 55 7 总计可编辑版 561
2003
10 193.4 363.9 103.2 83.8 744.3
2004
50 314 602 140 139 1195
2005
200 470 833 154 338 1795
2006 2007
太阳能电池也称光伏电池，它没有任何运动的机械部
件，在能量转换中具有重要的地位，被认为是“最优雅的
能量转换器”。
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太阳能电池的发展历程
➢ 1839年 法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应” 。 ➢ 1883年 Charles Fritts 在锗半导体上覆上金层形成半导体异质结，成
功制备第一块太阳能电池，效率只有1% ➢ 1954年 美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳能电池，效率6%，为光
独特
不同温度 不同强度的光 加入微量杂质
导电能力相差很大
这些独特的导电性是由其内部的微观物质结构所决定的。 下面以半导体硅为例来进行介绍。
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半导体的内部结构和导电性
硅原子有14个电子，其最外层有4个电子，称为价电子， 在光生伏特效应中起重要作用。
价电子
原子核
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硅的原子结构示意图
半导体一些重要特性，主要包括：
➢ 温度升高使半导体导电能力增强，电阻率下降.
如室温附近的纯硅(Si)，温度每增加8℃，电阻率相应地降低50%左右.
➢ 微量杂质含量可以显著改变半导体的导电能力.
以纯硅中每100万个硅原子掺进一个Ⅴ族杂质（比如磷）为例，这时 硅的纯度仍高达99.9999%，但电阻率在室温下却由大约214,000Ωcm 降至0.2Ωcm以下.