[对太阳能应用的相关研究] 太阳能论文

　　随着全球经济的迅速发展，人口数量也在不断增加，人们对能源的需求量也在逐渐加大。煤、石油、天然气等矿物燃料的过度开发，使得现有的不可再生能源急剧下降，并且产生了大量CO2气体，这些气体的排放，对全球的气候造成了很大的影响，形成温室效应。温室效应对地球的生态平衡造成了很大影响，严重影响了人们的生活环境。因此，必须实施可持续发展战略，利用可再生环保能源，保护地球环境。我国虽为能源大国，但是由于人口众多，所以人均能源占有率十分低。随着社会的发展，煤炭、石油这些不可再生能源也在日益减少，如何开发新型能源已经成为当前人类面临的重要问题。太阳能作为一种蕴藏丰富，永不枯竭而又绿色环保的新型能源已经广泛被应用到工业生产和人们的生活中。
　　一、太阳能发电的类型
　　从实际应用来看，太阳能发电现有光发电和热发电两种，下面就太阳能发电的两大类型进行相关介绍。
　　（一）太阳能热发电
　　太阳能热发电的聚光式系统的集热部分主要由聚光器、跟踪定位器、吸收器构成,但是在这里要指出的是，不同的技术常在此部分有所区别;传输部分由管道和介质构成,介质常是空气或水;储热部分用来保证发电的连续性,介质多为熔盐。聚光式系统可分为塔式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统以及碟式太阳能热发电系统。
　　1、塔式太阳能热发电系统
　　塔式太阳能热发电系统也称为集中式太阳能热发电系统。它利用定日镜将太阳光聚焦在中心吸热塔的吸热器上,在那里将聚焦的辐射能转变成热能,然后将热能传递给热力循环的工质,再驱动热机做功发电。
　　2、槽式太阳能热发电系统
　　槽式太阳能热发电系统是利用槽式抛物面反射镜聚光的太阳能热发电系统的简称。该聚光镜面从几何上看是将抛物线平移而形成的槽式抛物面,它将太阳光聚在一条线上,在这条焦线上安装有管状集热器,以吸收聚焦后的太阳辐射能,并常常将众多的槽式抛物面串并联成聚光集热器阵列。该系统中机热油回路和动力蒸汽回路分离开来,经过一系列换热器来交换热量。当太阳能供应不足时,利用一个辅助加热器将油回路中的导热油加热,从而实现系统的稳定连续运行。
　　3、碟式太阳能热发电系统
　　碟式太阳能热发电系统借助双轴跟踪,利用旋转抛物面反射镜,将入射的太阳辐射进行点聚集,聚光点的温度一般为500—1000℃,吸热器洗手这部分辐射能并将其转换成热能,加热工质以驱动热机(如燃气轮机、斯特林发动机或其他类型透平等),从而将热能转换成电能。该方式的优点是:转化效率最高;可模块化;可以混合发电。
　　（二）太阳能光发电
　　太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是的那股劲太阳光发电的主流。目前世界上应用最广泛的太阳电池是单晶体硅太阳电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等。
　　1、单晶硅电池
　　单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的加工处理工艺基础上的。它的转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为23%,而规模生产的单晶硅太阳能电池,其效率为15%。硅电池进展的重要原因之一是表面钝化技术的提高。此外,倒金字塔技术、双层减反射膜技术以及陷光理论的完善也是高晶硅电池发展的主要原因。
　　2、多晶硅电池
　　多晶硅电池相对于单晶硅电池来说，在成本上具有很大的优势。但是在转换率上，多晶硅电池无法突破20%，由于它存在着很多缺陷，比如晶粒界面和晶格错位等。
　　3、薄膜太阳能电池
　　薄膜太阳能电池发电是另一种光伏发电方式。由于受到原材料、加工工艺和制造过程的制约,若要再大幅度地降低单晶硅太阳电池成本是非常困难的。作为单晶硅电池的替代产品,现在发展了薄膜太阳电池。目前薄膜电池主要有硅基薄膜太阳电池、化合物半导体薄膜电池、燃料敏化TiO2太阳电池等。
　　二、太阳能发电的优势
　　太阳能发电对我国来说具有很大的优势。由于我国的大部分地区的日照时间都较长，特别是西北地区一般都超过3000小时，据资料显示，我国每年接受的太阳辐射总量，相当于24000亿吨煤产生的热量。与其他国家相比，我国丰富的太阳能资源可以节省太阳能电池的用量，有利于太阳能的普及和推广。
　　另外，随着世界科技的飞速发展，光电材料成本成倍下降，光电转换率不断提高，使得太阳能的发电成本不断降低，而且，对于太阳能发电的研究仍在继续进行，太阳能发电的成本必然接近且有可能低于煤电发电。
　　三、目前太阳能发电所面临的问题
　　（一）就我国目前的情况来说，我国太阳能应用的研究起步比较晚，太阳能方面的研究同其他发达国家相比还存在很多不足，太阳能电池的光电转换效率比较低,比如小尺寸(1 cm2)多晶硅太阳能电池的光电转换效率为19.8%,而大尺寸(1000 cm2)多晶硅太阳能电池的光电转换效率为12%,为了降低太阳能发电的成本必须提高太阳能电池的光电转换效率。
　　（二）我国虽然是太阳能电池的生产大国，但是很多太阳能电池的原材料都需要进口，这无疑中就加大了太阳能发电的成本，这都不利于我国太阳能的大力推广。
　　四、结语
　　我们相信，太阳能作为一种绿色、洁净的新型能源，它的开发和应用前景必然是十分广泛的，在不久的将来它必然会代替其他能源逐渐应用到我们的生活和生产等各种活动中，给我们带来绿色、环保的新生活。
　　
　　参考文献
　　[1]潇德仁.太阳能电池发电效率参数与机构之研究.中国科技大学[M].
　　[2]魏祥辉.太阳能电池.华东科技[J].2005
　　（作者单位：大连宏海新能源发展有限公司）