Cap1绪论
能源的定义：凡是能够提供能量的物质或是物质的运动
能源的分类：
一次能源、二次能源（形成方式）
含能体能源、过程能源（使用性质）
可再生能源、不可再生能源（循环方式）
1、转换效率高吸湿剂
2、转换速度快、能量密度大
3、具有良好的负荷调节能力
4、满足环境要求、经济合理
1、较高的光电转换效率
2、稳定的转换效率
3、较低的制造成本
4、简单的制造工艺
5、较长的使用寿命
6、较小的环境污染
风能转换系统的要求：
1、运转安全
2、成本低
3、质量轻
4、便于安装运输
5、对抗恶劣环境的能力
生物质能转换系统的要求：
1、技术开发多途并进
氢能转换系统的要求：
1、安全储存
核能转换系统的要求：
1、核电站的安全防护
南少林降糖茶2、核废料的处理
海洋能转换系统的要求：
1、建造地点海湾河口，降低建造难度和成本
2、防腐防污
3、正确选址，考虑潮差，地形地质，海湾建设和海洋生态
能量转换与材料的关系：
1、新材料能够把习用已久的能源变成新能源
2、新材料可提高储能和能量转换效率
3、新材料决定核反应堆的性能和安全性
4、材料的组成、结构、制作和工艺决定新能源的投资与运行成本
Cap2太阳能
太阳能优缺点
优点：1、数量巨大2、时间长久3、方便开发和利用4、清洁安全无污染无危险
缺点：1、分散性：能流密度低2、间断性和不稳定性3、效率低，成本高
太阳的结构：
里三层：核反应区、辐射区、对流区 外三层：光球、球、日冕
太阳能利用方式：
太阳能发电：光伏发电、光热发电、光化学发电
光热利用：热水器、蒸馏器、太阳灶、干燥器
动力利用：热气机、光压转轮
光化学应用：光解水制氢
生光应用：光合作用太阳能→生物质能
光光应用：太空反光镜、太阳能激光器、光导照明
太阳能电池作用原理
光生伏特效应：在半导体被光照射后，产生光传导现象，如果光产生的载流子在不同的位置具有不均一性，或者由于pn结产生了内部载流子，就会因扩散或漂移效应引起电子和空穴的密度分布不平衡，从而产生电力，这一现象称为光生伏特效应。（n正p负） 丹倍效应：当半导体受光照不均匀时，载流子浓度分布也不均匀，从而引起载流子的扩散，如果电子比空穴扩散得快，将导致光照部分带正电，未照部分带负电，从而产生电动势，该现象称为丹倍效应。（即在表面和内部产生电位差）
PEM效应：在强光照射下，沿着与光照垂直的方向对半导体施加磁场，有丹倍效应产生的扩散电流受洛伦兹力的影响，产生电子空穴电力，即在垂直于光和磁场的半导体的两端面之间产生电势。
太阳能电池理论极限：28.5%、研究极限：24.7%、生产效果：20%
1、由于材料的光电光谱效应和太阳光谱的不匹配（不可回收损失）
2、由于光谱响应的有效光，由于表面反射而损失（可回收损失）
改锥头3、由光吸收生成载流子中，太阳能电池的表面或背电极由于与环境的复合造成的表面复合损失
4、光生载流子在半导体内的复合造成的体内复合损失
5、电流流动时从电极到半导体内的电阻发生焦耳热的串联电阻损失
6、光生载流子由于半导体中的内建电场产生漂移，如果超过pn结的不纯物浓度决定的扩散电位Vd，使得起始电力也得不到，叫电压因子损失
单晶硅太阳能电池
优点：1、转换效率高2、基本技术成熟3、可靠性高
制作过程：1、从原材料制作单晶硅棒2、切断单晶硅棒，加工为片状3、形成pn结，加入电极，制作为电池片
改进技术：
1、入射光的有效利用（表面蚀刻）
2、光生载流子的收集效率改善（BSF）
3、减少光生载流子的复合损失（光生活性层的膜质改善）
4、减少串联电阻损失（透明电极的低电阻化，集电极的最佳化）
5、减少电压因子损失（BSF）
表面蚀刻：利用碱性溶液对硅片表面进行棱状凹凸的蚀刻加工处理→入射光多重反射→增加光程→增加光电流
BSF：在背场将不纯物进行喷雾处理，形成p+层→侧面形成内建电场追回载流子损失→减少复合损失，同时改善波长收集效率
HIT太阳能电池特点：
1、结构较简单，较高的转换效率
2、随温度上升特性下降的问题得到一定的改善
3、制作过程所需温度低，节省能源
4、表面与背面的对称结构减少热膨胀引起的缝隙
5、两面发电
非晶硅太阳能电池：
A、a-Si：H氢化非晶硅：氢原子对空间缺陷进行补偿，禁带宽度由于缓和作用提高了光吸收系数
优点：1、较高的光吸收系数2、禁带宽度大，与太阳光谱匹配好3、制备工艺和设备简单
问题：1、孪生复合2、空穴扩散长度小，迁移率低3、填充因子低4、性能衰减
3d录音B、微晶硅：得到介于非晶和结晶中间的特性，使电阻降低
铜铟镓硒太阳能电池
优点：
1、吸收系数最高
2、光谱响应最广
3、转换效率很高
4、实现卷到卷生产，降低生产制造成本
5、抗辐照性好，可靠性好，无光致衰减
6、功率密度极高
电池结构：
钟罩阀
染料敏化太阳能电池
工作原理：
入射阳光被用化学法固定在TiO2表面的Ru增感素所吸收，发生跃迁，电子进入TiO2传导层，Ru增感素变成氧化态。被氧化了的素从氧化还原介质I-中得到电子，使得I-成为氧化态I3-向电极进行扩散，从Pt电极接收电子回到还原态I-，这就是电子的一个循环。
实物展示台特点：
1、由光合作用过程的动力学竞争实现电荷分离
2、半导体材料仅参与电荷分离，不参与光子捕获
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