文档介绍:内容
太阳能电池发展概况
太阳常数
阳光的物理来源
地球表面的日照强度
引言
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引言
太阳能
动物、植物
化石燃料
生物能
风能
水能
电能
太阳能电池工作原理:
光伏效应 (Photovoltaic effect )
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光伏效应
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光伏效应:光照使不均匀半导体不同部位之间产生电位差的现象。
太阳能电池工作原理:光能量转化为电能量。电池内形成电压,如果将电池与一个负载连接起来,就会形成电流的回路。
太阳能电池的优缺点
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取之不尽,用之不竭
无污染
免费取得,无运输费用
安全
适合太空等偏远地区
面积大
晚上无法发电,受云层等影响大
转换为交流电将损失4%~12%的能量
优点:
缺点:
太阳能电池发展概况
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20世纪50年代 第一个实用的光伏器件
60年代 应用于空间技术
70年代 石油危机推动光伏产业发展
80年代 发电效率不断提高
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19世纪30年代 首先发现光伏效应
太阳能电池发展概况
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法国物理学家Edmond Becquerel于1839首先观察到,把光线照到覆有感光材料AgCl的电极上,会产生电流,这就是光伏效应,当时他仅19岁。
太阳能电池的发展
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1877年,Adams和Day研究了硒(Sekenium)的光伏效应。
将铂作为电极被放置在透明硒的两端,只需光照就能使硒产生电流。这是首次全部利用固体来演示光电效应的试验。他们认为光照射使得硒条的表面结晶化了。
太阳能电池的发展
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1883年美国科学加Charles Fritts制造了第一个太阳能电池。他用两种不同材料的金属板来压制融化的硒,硒与其中一块板紧紧黏住,并形成薄片。然后再将金箔压在硒薄片的另一面,于是,历史第一块光伏器件就制成了。这个薄膜器件大概有30cm2大,但能量转换效率仅为1%。
他也是第一个认识到光伏器件有巨大潜力的人。他知道光伏器件制作成本较低,并且如果不是马上使用产生的电流,可以用蓄电池中储存起来,或者传送到另外一个地方。
太阳能电池的发展
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1927年,人们研究在铜Cu表面生长氧化亚铜Cu2O层的光伏效应时,发现了铜-氧化亚铜交界处的整流效应。提出了利用金属铜及半导体氧化铜接合所形成的太阳能电池,促进了大面积光电池的发展。
这是基于铜-氧化亚铜结的早期光电池的简单结构图。一圈圈的铅线作为电极连接在电池接收光的表面。后来改为在表面溅射金属层,然后移走一部分,形成由金属线构成的网格。
太阳能电池的发展
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1939年,Nix发明砣-硫化物光电池。下图展示了由硒、砣-硫化物和Cu-Cu2O共同组成的电池。
1931年Bergmann提高了硒电池的质量,证明这个电池比Cu-Cu2O电池更好。
硒制电池及氧化铜电池被应用在一些对光线敏感的仪器上,如亮度计、照相机的曝光计等。但这些早期电池的太阳能转换效率都在1%以下。