【正文】 4．5％（2cm2cm）、12％（10cm10cm），GaAs電池 20．1％（lcmcm），GaAs／Ge電池19．5％（AM0），CulnSe電池9％（lcm1cm），多晶硅薄膜電池13．6％ （lcm1cm，非活性硅襯底），非晶硅電池8．6％（10cm10cm）、7．9％（20cm20cm）、6．2％（30cm30cm）， 二氧化鈦納米有機(jī)電池10％（1cm1cm）。太陽(yáng)能可以通過分解水或其它途徑轉(zhuǎn)換成氫能，即太陽(yáng)能制氫，其主要方法如下： 　　太陽(yáng)能電解水制氫。所以，只有當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電的成本大幅度下降后，才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模電解水制氫。將水或水蒸汽加熱到3000K以上，水中的氫和氧便能分解。 　　太陽(yáng)能熱化學(xué)循環(huán)制氫。熱化學(xué)循環(huán)分解的溫度大致為9001200K，這是普通旋轉(zhuǎn)拋物面鏡聚光器比較容易達(dá)到的溫度，其分解水的效率在17．5％75．5％。 　　太陽(yáng)能光化學(xué)分解水制氫。日本有人利用碘對(duì)光的敏感性，設(shè)計(jì)了一套包括光化學(xué)、熱電反應(yīng)的綜 合制氫流程，每小時(shí)可產(chǎn)氫97升，效率達(dá)10％左右。1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導(dǎo)體電極作陽(yáng)極，而以鉑黑作陰極，制成太陽(yáng)能光電化學(xué)電池，在太陽(yáng)光照射下，陰極產(chǎn)生氫氣，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，兩電極用導(dǎo)線連接便有電流通過，即光電化學(xué)電池在太陽(yáng)光的照射下同時(shí)實(shí)現(xiàn)了分解水制氫、制氧和獲得電能。但是，光電化學(xué)電池制氫效率很低，僅0．4％，只能吸收太陽(yáng)光中的紫外光和近紫外光，且電極易受腐蝕，性能不穩(wěn)定，所以至今尚未達(dá)到實(shí)用要求。從1972年以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)三聯(lián)毗啶釘絡(luò)合物的激發(fā)態(tài)具有電子轉(zhuǎn)移能力，并從絡(luò)合催化電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，提出利用這一過程進(jìn)行光解水制氫。絡(luò)合催化分解水制氫尚不成熟，研究工作正在繼續(xù)進(jìn)行。40多年前發(fā)現(xiàn)綠藻在無氧條件下，經(jīng)太陽(yáng)光照射可以放出氫氣；十多年前又發(fā)現(xiàn)，蘭綠藻等許多藻類在無氧環(huán)境中適應(yīng)一段時(shí)間，在一定條件下都有光合放氫作用。據(jù)估計(jì)，如藻類光合作用產(chǎn)氫效率提高到10％，則每天每平方米藻類可產(chǎn)氫9克分子，用5萬平方公里接受的太陽(yáng)能，通過光合放氫工程即可滿足美國(guó)的全部燃料需要。光合作用是地球上最大規(guī)模轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能的過程，現(xiàn)代人類所用燃料是遠(yuǎn)古和當(dāng)今光合作用固定的太陽(yáng)能，目前，光合作用機(jī)理尚不完全清楚，能量轉(zhuǎn)換效率一般只有百分之幾，今后對(duì)其機(jī)理的研究具有重大的理論意義和實(shí)際意義。20年代，前蘇聯(lián)物理學(xué)家提出，利用在宇宙空間中巨大的太陽(yáng)帆，在陽(yáng)光的壓力作用下可推動(dòng)宇宙飛船前進(jìn)，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。通常，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，需要通過中間過程進(jìn)行間接轉(zhuǎn)換。太陽(yáng)能貯存　　地面上接受到的太陽(yáng)能，受氣候、晝夜、季節(jié)的影響，具有間斷性和不穩(wěn)定性。太陽(yáng)能不能直接貯存，必須轉(zhuǎn)換成其它形式能量才能貯存。本世紀(jì)初建造的太陽(yáng)能裝置幾乎都不考慮太陽(yáng)能貯存問題，目前太陽(yáng)能貯存技術(shù)也還未成熟，發(fā)展比較緩慢，研究工作有待加強(qiáng)。利用材料的顯熱貯能是最簡(jiǎn)單的貯能方法。七八十年代曾有利用水和土壤進(jìn)行跨季節(jié)貯存太陽(yáng)能的報(bào)道。 　　潛熱貯存。在太陽(yáng)能低溫貯存中常用含結(jié)晶水的鹽類貯能，如10水硫酸鈉／水氯化鈣、12水磷酸氫鈉等。太陽(yáng)能中溫貯存溫度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。太陽(yáng)能高溫貯存溫度一般在500℃以上，目前正在試驗(yàn)的材料有：金屬鈉、熔融鹽等。 　　化學(xué)貯熱。 真正能用于貯熱的化學(xué)反應(yīng)必須滿足以下條件：反應(yīng)可逆性好，無副反應(yīng)；反應(yīng)迅速；反應(yīng)生成物易分離且能穩(wěn)定貯存；反應(yīng)物和生成物無毒、無腐蝕、無可燃性；反應(yīng)熱大，反應(yīng)物價(jià)格低等，目前已篩選出一些化學(xué)吸熱反應(yīng)能基本滿足上述條件，如Ca(OH)2的熱分解反應(yīng)，利用上述吸熱反應(yīng)貯存熱能，用熱時(shí)則通過放熱反應(yīng)釋放熱能。所以，對(duì)化學(xué)反應(yīng)貯存熱能尚需進(jìn)行深入研究，一時(shí)難以實(shí)用。 　　塑晶貯熱。塑晶學(xué)名為新戊二醇（NPG），它和液晶相似，有晶體的三維周期性，但力學(xué)性質(zhì)象塑料。塑晶在恒溫44℃時(shí)，白天吸收太陽(yáng)能而貯存熱能，晚上則放出白天貯存的熱能。我國(guó)對(duì)塑晶也開展了一些實(shí)驗(yàn)研究，但尚未實(shí)際應(yīng)用。太陽(yáng)池是一種具有一定鹽濃度梯度的鹽水池，可用于采集和貯存太陽(yáng)能。60年代以后，許多國(guó)家對(duì)太陽(yáng)池開展了研究，以色列還建成三座太陽(yáng)池發(fā)電站。 　　電能貯存 　　電能貯存比熱能貯存困難，常用的是蓄電池，正在研究開發(fā)的是超導(dǎo)貯能。鉛酸蓄電池價(jià)格較低，但使用壽命短，重量大，需要經(jīng)常維護(hù)。目前，與光伏發(fā)電系統(tǒng)配套的貯能裝置，大部分為鉛酸蓄電池。 現(xiàn)有的蓄電池貯能密度較低，難以滿足大容量、長(zhǎng)時(shí)間貯存電能的要求。某些金屬或合金在極低溫度下成為超導(dǎo)體，理論上電能可以在一個(gè)超導(dǎo)無電阻的線圈內(nèi)貯存無限長(zhǎng)的時(shí)間。 　　氫能貯存 　　氫可以大量、長(zhǎng)時(shí)間貯存。 氣相貯存：貯氫量少時(shí)，可以采用常壓濕式氣柜、高壓容器貯存；大量貯存時(shí)，可以貯存在地下貯倉(cāng)、由不 漏水土層復(fù)蓋的含水層、鹽穴和人工洞穴內(nèi)。將氫氣轉(zhuǎn)化為液氫需要進(jìn)行氫的純化和壓縮，正氫仲氫轉(zhuǎn)化，最后進(jìn)行液化。 固相貯氫：利用金屬氫化物固相貯氫，貯氫密度高，安全性好。金屬氫化物貯氫技術(shù)研究已有30余年歷史，取得了不少成果，但仍有許多課題有待研究解決。 　　機(jī)械能貯存 　　太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，推動(dòng)電動(dòng)水泵將低位水抽至高位，便能以位能的形式貯存太陽(yáng)能；太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱 能，推動(dòng)熱機(jī)壓縮空氣，也能貯存太陽(yáng)能。早在50年代有人提出利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪貯能設(shè)想，但一直沒有突破性進(jìn)展。所以，近來飛輪技術(shù)已成為國(guó)際上研究熱點(diǎn)，美國(guó)有20多個(gè)單位從事這項(xiàng)研究工作，已研制成貯能20kWh飛輪，正在研制5MWh～100MWh超導(dǎo)飛輪。 直接傳輸適用于較短距離，基本上有三種方法：通過反射鏡及其它光學(xué)元件組合，改變陽(yáng)光的傳播方向，達(dá)到用能地點(diǎn)；通過光導(dǎo)纖維，可以將入射在其一端的陽(yáng)光傳輸?shù)搅硪欢?，傳輸時(shí)光導(dǎo)纖維可任意彎曲；采用表面鍍有高反射涂層的光導(dǎo)管，通過反射可以將陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)。將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能，通過熱管可將太陽(yáng)能傳輸?shù)绞覂?nèi)；將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為氫能或其它載能化學(xué)材料，通過車輛或管道等可輸送到用能地點(diǎn)；空間電站將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過微波或激光將電能傳輸?shù)降孛妗? 我國(guó)有13億人口，3．5億個(gè)家庭，若每日每戶供應(yīng)60176。由于市場(chǎng)需求，太陽(yáng)能熱水器是光熱利用最成功的領(lǐng)域。我國(guó)從事太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)、銷售和安裝服務(wù)的企業(yè)有1000多家，熱水器保有量4000多萬平方米，太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)銷量和安裝面積居世界第一。計(jì)劃到2005年，全國(guó)太陽(yáng)能熱水器年生產(chǎn)能力達(dá)1100萬平方米，總保有量6400萬平方米，屆時(shí)這兩個(gè)數(shù)字可能會(huì)有突破。今后我國(guó)政府、行業(yè)協(xié)會(huì)和相關(guān)企業(yè)，在太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)方面應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)是：（l）進(jìn)一步規(guī)范市場(chǎng)，力保零投訴，確保行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展；（2）政府加大支持力度，企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高行業(yè)整體裝備水平，培育一批具有國(guó)際竟?fàn)幜Φ钠髽I(yè)；（3）加快太陽(yáng)能與建筑一體化研究和示范工作，力爭(zhēng)盡早突破；（4）加強(qiáng)國(guó)際交流合作，積極引進(jìn)國(guó)外資金和先進(jìn)技術(shù)、擴(kuò)大出日，共同推進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)發(fā)展：（5）大力搞好宣傳。 　　太陽(yáng)能光熱利用，除太陽(yáng)能熱水器外，還有太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)、太陽(yáng)能土壤消毒殺茵技術(shù)等，這些技術(shù)尤其在北方和西部應(yīng)用較廣，成效顯著。根據(jù)集熱方式不同，又分高溫發(fā)電和低溫發(fā)電。 　　若用太陽(yáng)能全方位地解決建筑內(nèi)熱水、采暖、空調(diào)和照明用能，這將是最理想的方案，太陽(yáng)能與建筑（包括高層）一體化研究與實(shí)施，是未來太陽(yáng)能開發(fā)利用的重要方向，也是整個(gè)太陽(yáng)能行業(yè)做大的根本所在。 太陽(yáng)能作為可再生能源的一種，則是指太陽(yáng)能的直接轉(zhuǎn)化和利用。 　　20世紀(jì)50年代，太陽(yáng)能利用領(lǐng)域出現(xiàn)了兩項(xiàng)重大技術(shù)突破：一是1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出6％的實(shí)用型單晶硅電池；二是1955年以色列Tabor提出選擇性吸收表面概念和理論并研制成功選擇性太陽(yáng)吸收涂層。 　　7O年代以來，鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力的增加，世界上許多國(guó)家掀起了開發(fā)利用太陽(yáng)能和可再生能源的熱潮。1992年，美國(guó)政府頒布了新的光伏發(fā)電計(jì)劃，制定了宏偉的發(fā)展目標(biāo)。德國(guó)等歐共體國(guó)家及一些發(fā)展中國(guó)家也紛紛制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃。開發(fā)利用太陽(yáng)能和可再生能源成為國(guó)際社會(huì)的一大主題和共同行動(dòng)，成為各國(guó)制訂可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。 　　20多年來，太陽(yáng)能利用技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開拓方面都獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，成為世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一?！　〉谌剑褐谱鞣措姌O 電池需要正電極，當(dāng)然也需要反電極。如突五所示，把非導(dǎo)電面標(biāo)上‘+’，然后用鉛筆在導(dǎo)電面上均勻地涂上一層石墨。如圖六所示，在二氧化鈦膜表面上滴加一到兩滴電解質(zhì)即可。把兩片玻璃稍微錯(cuò)開，以便利用暴露在外面的部分作為電極的測(cè)試用?！　〉诹剑弘姵氐臏y(cè)試 在室外太陽(yáng)光下，,短路電流1mA/cm2的太陽(yáng)能電池