【正文】 有解決供電問題 ,特別是西北地區(qū) ,由于氣候干旱 ,土地荒漠化 ,草原退化的情況越來越嚴(yán)重 ,生態(tài)環(huán)境日益惡化 ,嚴(yán)重阻礙了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。如圖 1 所示。 建筑領(lǐng)域的太陽能燈主要有路燈、草坪燈、庭園燈、樓道燈等 。它也可以可直接發(fā)出人眼可見的紅、橙、黃、綠、藍(lán)等顏色的可見光及近紅外的不可見光。內(nèi)置微處理系統(tǒng)可以控制發(fā)光強(qiáng)度，調(diào)整發(fā)光方式，實(shí)現(xiàn)光與藝術(shù)結(jié)合。主要地區(qū)是長(zhǎng)江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區(qū)，春夏多陰雨，秋冬太陽能源還可以。 LED 作為第四代新光源 ,在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室內(nèi)照明以及其他各領(lǐng)域的照明和應(yīng)用中得到了有效的利用。在未來的510年內(nèi) ,用半導(dǎo)體 LED 作為光源的固態(tài)照明燈 ,將逐漸取代傳統(tǒng) 的照明燈而進(jìn)入每一個(gè)角落 ,半導(dǎo)體 LED 固態(tài)光源替代傳統(tǒng)照明光源已是大勢(shì)所趨。另一方面，為了使太陽能電池板最大限度地減少光反射，將光能轉(zhuǎn)變 為電能，可以在電池板上面蒙上一層可防止反射的膜。在不久的將來，我們將會(huì)在這一片擁有充足陽光的大地上看見我們前所未有的景象：一排排太陽能電池板盡情的吸收著陽光；一個(gè)個(gè)路邊衛(wèi)士矗立在路的兩旁，它就是晚上我們的小太陽，給我們足夠的光；在我們舒適的庭院里，總有一兩盞燈在晚上為我們獻(xiàn)上五彩的光。 當(dāng)然 ,正如專家們指出 ,太陽能光伏 LED 還有一系列問題有待解決 ,如大幅度提高光效、 降低成本實(shí)屬不易 ,還有提高顯色性、光色均勻性 ,完善控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù) ,配套的燈具等。 應(yīng)用現(xiàn)狀及面臨問 題 我國(guó)的光伏地面應(yīng)用開始于 20 世紀(jì) 70 年代， 90 年代后發(fā)展迅速。目前 ,西安市科技局積極扶持經(jīng)開區(qū)發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)。因此發(fā)展太陽能照明有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。 西北地區(qū)太陽能資源分析 我國(guó)的太陽能源，根據(jù)接受太陽輻射能的不同大致劃分為五個(gè)地區(qū)： 一類地區(qū)：全年日照時(shí)數(shù)為 3200～ 3300 小時(shí)，輻射量在 670～ 837104kj/。目前，世界各國(guó)均加緊提高 LED 光效方面的研究，在不遠(yuǎn)的將來其發(fā)光效率將有更大的提高。另一種控制方式是光控，可以單獨(dú)安裝光敏器件，也可以利用太陽能電池本身作為光敏器件，即在周圍環(huán)境暗到一定程度（照度低于某一設(shè)定值）時(shí)自動(dòng)開燈，一直到天亮（照度高于某一設(shè)定值）時(shí)再自動(dòng)關(guān)燈。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 。 1954 年，美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成物理與信息科學(xué)學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 3 了實(shí)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(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。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)。作為一種不污染環(huán)境，又取之不盡的 新能源 ， 它無處不在。 分類號(hào) 編 號(hào) 畢業(yè)論文 題 目 太陽能光伏 LED 在西北地區(qū)的應(yīng)用前景研究 學(xué) 院 物理與信息科學(xué)學(xué)院 姓 名 李正存 專 業(yè) 物理學(xué) 學(xué) 號(hào) 271040219 研究類型 研究綜述 指導(dǎo)教師 令維軍 博士 提交日期 2020525 原創(chuàng)性 聲明 本 人 鄭 重 聲 明 ： 本 人 所 呈 交 的 論 文 是 在 指 導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。 太陽能 資源豐富 ，而且數(shù)量龐大。它發(fā)出的是直流電，蓄電池進(jìn)出的也是直流電。它的工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體 PN 結(jié)的 光生伏打效應(yīng)， 簡(jiǎn)稱“ 光伏效應(yīng) ” 。由于 PN 結(jié)物理與信息科學(xué)學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 4 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）。定時(shí)控制可采用模擬線路或單片機(jī)控制兩種方法，根據(jù)實(shí)際需要，事先設(shè)定路燈每天晚上的工作時(shí)間，調(diào)整電子或者機(jī)械計(jì)時(shí)器的接通或斷開 時(shí)刻，到時(shí)路物理與信息科學(xué)學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 5 燈便可以自動(dòng)開或關(guān)。 LED 光效經(jīng)改良后將達(dá)到達(dá) 50～ 200 流明／瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。就需要我們因地制宜來解 決這些地區(qū)的供電問題。 LED 在西北部地區(qū)的前景 在我國(guó)西北地區(qū)有豐富的太陽能資源。 西安市科技局積極組織申報(bào)并獲科技部批準(zhǔn)成為 “ 十城萬盞 ” 半導(dǎo)體照明試點(diǎn)城市。因此西北地區(qū)將提供給其最大的發(fā)展空間。當(dāng)芯片發(fā)出光在晶體材料與空氣界面時(shí)，若光線垂直入射，則會(huì)被空氣反射，鑒于晶體本身對(duì)光有相當(dāng)一部分的吸收，于是大大降低了外部出光率。在西部大開發(fā)的機(jī)物理與信息科學(xué)學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 11 遇之下，借著這次機(jī)會(huì)，我們大力的發(fā)展太陽能光伏 LED 照明，統(tǒng)籌規(guī)劃，因地制宜， 不久的將來，我們的西北地區(qū)將是一個(gè)五彩繽紛的世界。再次，由于日照強(qiáng)度、環(huán)境及負(fù)荷的變化，太陽能電池板輸出的直流電壓不穩(wěn)定，容易造成低電壓得不到很好的利用及控制器的調(diào)節(jié)難度大。 近年來，全球性的能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出，有力推動(dòng)著節(jié)能環(huán)保新技術(shù)的迅猛發(fā)展。尤其是在偏遠(yuǎn)無電地區(qū) ,太陽能照明燈具更具有廣泛的應(yīng)用前景。 五類地區(qū)：全年日照時(shí)數(shù)約 1000～ 1400 小時(shí)，輻射量在 335～ 419104kj/，相當(dāng)于 115～ 140kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。 有利于環(huán)保 LED 為全固體發(fā)光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有污染。LED 實(shí)際上是一個(gè)半導(dǎo)體的 PN 結(jié) ,其基本的工作原理是一個(gè)電光轉(zhuǎn)換過程 ,圖 3 是典型 LED 的基本構(gòu)造圖。蓄電池是光伏電源系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，目前 我國(guó)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池多數(shù)是鉛酸蓄電池（其中包括膠體蓄電池