【正文】 22 在全球太陽能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，中國太陽能產(chǎn)業(yè)也迎來了快速發(fā)展期。 第 4 章 結(jié)論 可持續(xù)發(fā)展需要未來太陽能產(chǎn)業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景，但是，太陽能產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中仍然需要政府制定政策來支持其有效地發(fā)展。這是各種太陽能電池共有的、無法挽救的損失。 （ 2）高效硅太陽能電池 :通過表面鈍化技術(shù)，表面 V 形槽和倒金字塔技術(shù)以及雙層減反射膜技術(shù)、陷光理論的進步和完善，減小了電池表面的反射同時提高了電池對紅外光的吸收，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。目前 這一類電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率可達 %（ Cu(InGa)Se2）。 （ 1）染料敏化太陽能電池 :研究表明，太陽光譜中紫外光占 4%，可見光占 43% Ti02 是寬禁帶半導體，禁帶寬度為 ，吸收位于紫外區(qū)，對可見光的吸收較弱。 CIS 材料的能隙為 ，適于太陽光的光電轉(zhuǎn)換。如果能進一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換效率問題。疊層太陽能電池提高轉(zhuǎn)換效率、解決單結(jié)電池不穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題在十 :①它把不同禁帶寬度的材料組合在一起，提高了光譜的響應(yīng)范圍 。目前制備多晶硅薄膜電池多采用化學氣相沉積硅片清洗 正反極印刷 背電極印刷 減反射膜制備 燒結(jié) 測試分檔 去除背結(jié) 周邊刻蝕 絨面制備 擴散前清洗 磷擴散 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 法，包括低壓化學氣相沉積 (}LPCVD)、等離子增強化學氣相沉積 ((PECVD)和快熱化學氣相沉積 (RTCVD)工藝。在電池制作中，一般都采用表面織構(gòu)化、發(fā)射區(qū)鈍化、分區(qū)摻雜等技術(shù)，開發(fā)的電池主要有平面單晶硅電池和刻槽埋柵電極單晶硅電池。如氧化鋼錫 /硅電池、硫化亞銅 /硫化福電池等。在之前 P 型材料和 n 型材料是電中性的，這樣通過界面層周圍的 電荷交換形成兩個帶電區(qū) :通過電子到 P型材料的遷移在 n型形成一個正的空間電荷區(qū)和在 p型區(qū)形成一個負空間電荷區(qū)。在晶體中電子的數(shù)目總是與核電荷數(shù)相一致，所以 p 型硅和 n 型硅對外部來說是電中性的。目前我國生產(chǎn)的晶體硅光伏電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率在 16%左右。在國家大型工程項目、推廣計劃和國際合作項目的推動下，我國的光伏發(fā)電 技術(shù)將得到飛速的發(fā)展。經(jīng)過 40 多年的不懈努力，我國的光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)具有了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。澳大利亞新南威爾士大學研制的高效單晶硅光伏電池轉(zhuǎn)換效率己高達 22%，美國、日本和德國研制的光伏電池的效率也達到了 22%。 1994 年，日本又提出“新陽光計劃’，制定了發(fā)展太陽能技術(shù)的長期計劃。 20 世紀 70 年代，人們意識到了化石能源在未來必然消耗殆盡，并且 在使用化石能源的過程中出現(xiàn)了許多的環(huán)境問題。 (3)通訊 /通信領(lǐng)域 : 太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播 /通訊 /尋呼電源系統(tǒng) 。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池和硅膠蓄電池，要求較高的場合也有價格比較昂貴的鎳鍋蓄電池。同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。 (2)多晶硅光伏電池 :結(jié)構(gòu)清晰，通常呈藍色，晶狀結(jié)構(gòu)形成美麗的圖案。自 1996 年以來，世界光伏發(fā)電高速發(fā)展。 1941 年奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)。 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 2. 1太陽能光伏系統(tǒng)簡介 半導體在太陽光照射下產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象被稱為光伏效應(yīng)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池半導體材料的光伏效應(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)，有獨立運行和并網(wǎng) 運行兩種方式。以色列政府和科研機構(gòu)高度重視太陽能產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)研究與開發(fā)，推行了上網(wǎng)電價政策。 ②技術(shù)支持類政策 20xx 年，英 國太陽能補貼政策出臺，進一步促進了太陽能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)的研究。到目前為止，日本住宅使用太陽能發(fā)電裝置的已達到 80%。 20xx 年，日本編制了《新河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 國家能源戰(zhàn)略》對各項節(jié)能減排措施的實施提供了法律支持。 ①法律法規(guī) 早在 1974 年，就公布了“陽光計劃”，旨在改變其能源主要依靠進口的狀況，并不斷地擴大各種新能源的開發(fā)與利用，從而尋找化石能源的替代燃料，以保持自身穩(wěn)定的能源供給，以便減少 環(huán)境污染。 20xx 年德國政府進一步修正了《可再生能源法》，成為太陽能光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的福音。另外，美國通過稅收減免政策，鼓勵安裝太陽能熱水系統(tǒng)。 ②技術(shù)支持類政策 20xx 年，美國聯(lián)邦級政策《可 再生能源鼓勵政策投資稅收抵扣法》出臺。 ①法律法規(guī) 美國政府級光伏發(fā)電計劃于 1973 年制定，對近、中、遠期的發(fā)展目標進行了明確地規(guī)劃。 因此，各國政府都通過一系的太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策 ，使得太陽能產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一個前所未有的跳躍式發(fā)展時期。相當于 115～140kg 標準煤燃燒所發(fā)出的熱量。此區(qū)為我國太陽能資源較豐富區(qū)。 按接受太陽能輻射量的大小，全 國大致上可分為五類地區(qū) : 一類地區(qū) 全年日照時數(shù)為 32003300 小時，輻射量在 670837kJ/cm178。比全國其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。為克服夜間沒有太陽直接輻射、散射也很微弱造成的困難，就需要研究和配備儲能設(shè)備，以便在晴天把太陽能收集并儲存起來，供夜晚或陰雨天使用。分散性即能量密度低。這對解決偏遠地區(qū)以及交通不便的鄉(xiāng)村、海島的能源供應(yīng)，具有很大的優(yōu)越性。 太陽是地球永恒的能源，它以光輻射的形式每秒鐘向太空發(fā)射約 10 20 MW 能量，其中 1/（ 22 10^8 ）投射到地球表面。因此，如不盡早找到化石能源的替代能源，人類遲早將面臨化石燃料枯竭的危機局面。 Solar hot airflows power thermoelectric power。本文綜述了太陽能發(fā)電的發(fā)展概況、研究動態(tài)及應(yīng)用前景。隨著全球經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，能源消費也相應(yīng)的持續(xù)增長。這些問題最終將迫使人們改變能源結(jié)構(gòu)，依靠利用太陽能等可再生潔凈能源來解決。河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 地球上一年中接收到的太陽能輻射高達 10^18 KW?h，是 全球能耗的數(shù)萬倍。只要有太陽存在，就有太陽能。作為一種能源，這樣的能量密度是很低的 （ 2）隨機性。kJ，全國各地太陽年輻射總量達 335～ 837kJ/cm178。其它地區(qū)的太陽年輻射總量居中。這是我國太陽能資源最豐富的地區(qū)，與印度和巴基斯坦北部的太陽能資源相當。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部和安徽北部等地。 國內(nèi)外太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策體系比較分析 “太陽能應(yīng)用的快速增長是從 1970 年開始的，在一定程度上歸因于人們越來越關(guān)注化石燃料供應(yīng)的 減少，但這也是由于人們越來越關(guān)注環(huán)境問題”。 國外太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的成功實踐 發(fā)達國家太陽能產(chǎn)業(yè)的開發(fā)利用技術(shù)和發(fā)展政策都已成熟，并進入大規(guī)模生產(chǎn)階段。美國政府又于 1992 年頒布了新的光伏發(fā)展計劃。 配額制規(guī)定了清潔能源發(fā)電與發(fā)電總數(shù)額的比例，而這其中實施得比較好的是加利福尼亞州與得克薩斯州。 德國實踐 德國是一個資源緊缺的能源消費大國，為了緩解對能源進口的依賴，德國政府一直重視太 陽能產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與利用。該政策極大吸引了投資者積極性，充分顯示出政策給太陽能市場帶來持續(xù)發(fā)展。 1993 年，又將“陽光計劃”、“月光計劃”與“地球環(huán)境技術(shù)開發(fā)計劃”合并推出了“新陽光計劃”，即綜合了原來各自獨立的 3 個領(lǐng)域 :環(huán)境、節(jié)能和新能源。 ③市場支撐類政策 從 20xx 年開始，日本停止對住戶安裝太陽能的獎勵方案，使其太陽能市場出現(xiàn)萎縮。政府通 過價格機制使消費者競相購買技術(shù)含量高的產(chǎn)品，從而激活企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)在動力，使得高水平的技術(shù)不斷地持續(xù)供給。為提高本國太陽能廠產(chǎn)品銷售，英國政府于 20xx 年推動新的太陽能發(fā)電補貼方案，又因當年德國下調(diào)上網(wǎng)電價補貼政策，從而相應(yīng)地河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 加劇了供應(yīng)商們看好英國市場，使得其太陽能市場急速增長。促進了太陽熱水器的普及，現(xiàn)全國家庭太陽熱水器的普及率已達 85%。 1954 年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)。 1955 年吉尼和羅非斯基進行材料的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化設(shè)計。 光伏系統(tǒng)基本組成 一套基本的太陽能發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能光伏板、充電控制器、逆變器和蓄電池構(gòu)成，下面對各部分的功能做一個簡單的介紹 : 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 太陽光伏板的作用是將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，供負載使用或存貯于蓄電池內(nèi)備用。 (3)非晶硅光伏電池 :具有透光性，透光度可從 5%～ 75%，當然，隨著透光性的增加，光電池的轉(zhuǎn)化效率會隨著下降，運用到建筑上的最理想的透光度為 25%。 蓄電池組是將太陽能光伏方陣發(fā)出直流電貯藏起來，供負載使用。獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲能裝置，主要用于無電網(wǎng)的邊遠地區(qū)和人口分散地區(qū)，整個系統(tǒng)造價高 。 (5)光伏電站 : IOKW～ 50MW 獨立光伏電站、風光 (柴 )互補電站、各種大型停車廠充電站等。 美國政府在 1973 年制定了太陽光發(fā)電計劃， 1980 年又將光伏發(fā)電列入公共電力計劃，向光伏發(fā)電行業(yè)投入了大量的人力和物力。在 1990 年，德國政府便提出了 1000 太陽能屋頂計劃”，在 1998 年又提出了“ 10 萬太陽能屋頂計劃”，將光伏發(fā)電與建筑巧妙地結(jié)合起來。除了在屋頂安裝光伏電池外，現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)出將光伏電池裝在屋頂瓦片和光伏幕墻 等產(chǎn)品。 1992 年，新疆鞏留縣城示范區(qū)全部采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)供電，解決了我國無電地區(qū)的用電問題。預(yù)計到2050 年，我國光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量將占總裝機容量的 5%，將為我國的能源轉(zhuǎn)型河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 作出重大的貢獻。目前我國生產(chǎn)晶體硅光伏電池的成本高于國外同類、同質(zhì)產(chǎn)品，在國際上的競爭力不強。 當 p 型材料和 n 型材料相接，將在晶體中 p 型和 n 型材料之間形成界面，即pn 結(jié)。如在電池上、下表面引出金屬電極，并用導線連接負載，在負載上就有電流通過。目河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 前已發(fā)展成金屬一氧化物一半導體電池 (Most 和金屬一絕緣體一半導體電池。要想大幅度降低其成本是非常困難的。并且有可能在廉價襯底材料上制備，其成本遠低于單晶硅電池，效率高于非晶硅薄膜電池，因此，多晶硅薄膜電池不久將會在太陽能電池市場上占據(jù)重要的地位。④疊層太陽能電池各子電池是串聯(lián)在一起的。其中主要包括砷化 III V 族化合物、硫化福，磅化福及銅鋼硒薄膜電池等。 CIS 電池薄膜的制備主要有真空蒸鍍法和硒化法 :真空蒸鍍法是采用各自的蒸發(fā)源蒸鍍銅、鋼和硒。 1998 年，由瑞士 M. Gratzel教授領(lǐng)導的研究小組研制的全固態(tài)染 料化學電池采用固體有機空穴材料取代液體電解質(zhì)，單色光光電轉(zhuǎn)換效率達到了 33%。在這種情況下，有機凝聚態(tài)穩(wěn)定太陽能電池備受關(guān)注。 量子阱半導體太陽能電池的短路電流、開路電壓、暗電流及填充因子等特性參數(shù)與量子阱結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。而關(guān)于填充因河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 子的優(yōu)化工作還未見報道。發(fā)達國家以太陽能發(fā)電的普及為目標，世界太陽能產(chǎn)業(yè)也正處于倍速增長的時期。未來幾年，中國進入太陽能產(chǎn)業(yè)的結(jié)合階段。通過知識產(chǎn)權(quán)的保護體系，防偽防冒，樹立中國太陽能產(chǎn)品高質(zhì)量、高科技的良好形象。如何通過政策的配套出臺，使得該產(chǎn)業(yè)更加地健康成長，加快替代傳統(tǒng)能源的步伐，加強太陽能產(chǎn)品的市場化應(yīng)用，已經(jīng)成為下階段急需解決的問題。 中國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)結(jié)合中國的實際情況，制定出符合國情的相關(guān)政策策略 :其一， 太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)市場化并不代表規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)實現(xiàn)，因此，做大、做強中國太陽能產(chǎn)業(yè)需要發(fā)展的新思路，使太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實現(xiàn)現(xiàn)代化。還應(yīng)加快制定有關(guān)光污染的立法，出臺太陽能與建筑一體化的統(tǒng)一標準。以市場為主導，重點發(fā)展具有市場潛力的產(chǎn)品、技術(shù)。另外，搭建全國各省之間的太陽能開發(fā)利用平臺，互通有無，共同致力于太陽能領(lǐng)軍技術(shù)的開發(fā)與研究，使得整個產(chǎn)業(yè)擁有自主的知識產(chǎn)權(quán)與核心技術(shù)。而政府的政策創(chuàng)新為企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新提供了政策平臺。因此，加大人才培養(yǎng)力度，以及建立高效率的