太阳能电池应用及趋势调查开题报告

 2023-01-28 09:33:46

1. 研究目的与意义

在人类生存和发展的社会中主要有三个要素,即物质、信息、和能量。根据能量守恒定律,能量即不能凭空产生,也不会无缘无故地消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,但能量总量保持不变。迄今为止能源资源使用已经历了三个发展时期,即薪柴时代、煤炭时代和石油时代。据14届世界石油大会估计,全球常规石油可采量为3113亿吨,到20世纪末已开采石油1016亿吨,按20世纪90年代的开采速度估计,已探明可采石油只能开采40多年。

而随着科技和生产的不断发展,各种能源资源的消耗量不断增加,因此开发和使用新能源缓解人类社会发展与石油能源的矛盾已成为世界各国政府和科技界共同关心的主题。人类今后使用何种能源,这已成为摆在我们面前的问题。太阳能遍布地球,取之不尽,用之不竭,对环境无污染,这是人类未来能源的最佳选择。而太阳能电池是当前世界开发和利用太阳能的一种普遍形式。

2. 研究内容和预期目标

将太阳能转化为电能,一直是人类美好的理想。1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一块单晶硅太阳能电池,从此,人类这一理想就逐渐转变为现实。太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,是由各种具有不同电子特性的半导体材料制成的平面器件,具有强大的内部电场。内部电场在太阳光的照射下,发生了电子和空穴的分离,电子和空穴分别向两个相反的方向移动,正、负电荷分别聚集而产生电动势。即在太阳能电池的正面和背面之间产生电压,接通外电路后就能输出直流电流。(王箴,化工词典,1996)

硅是一种良好的半导体材料,储量丰富,是地球上储存量第二大的元素,而且性能稳定、无毒,因此成为太阳能电池研究开发、生产和应用中的主体材料。

晶体硅太阳能电池在光伏产业中主要朝高效方向发展,认为廉价、高效多晶硅薄膜太阳能电池,是当前太阳能电池研究的热点,也是未来太阳能电池发展的方向。

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3. 国内外研究现状

世界各国政府为大力发展太阳能产业,采取了各种政策和措施,如欧盟制订了#8220;百万屋顶太阳能计划#8221;,德国制订了#8220;十万屋顶太阳能计划#8221;,日本推出了#8220;新阳光计划#8221;,美国加州推出了#8220;百万太阳能屋顶法案#8221;。我国在2009年3月,财政部、住房和城乡建设部联合发布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》与《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》,对符合条件的太阳能光电建筑应用示范项目给予相应的补贴。

张亮(2011)表示太阳能电池作为太阳能使用的有效形成,具有很好的可持续发展前景。经过了几十年的研究和应用已从硅系太阳能池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池等取得了很多突破进展,已形成了独立的光伏产业体系。在世界各地建立了各式各样的太阳能电池装置,为解决世界能源的紧缺矛盾和可持续发展打下了很好的基础。目前太阳能电池存在效率低、生产成本较高等缺点,今后太阳能电池的研发重点应是提高效率、降低成本,使光伏发电的能源比例逐渐加大,使更多的太阳能电池产品问世,为人类的生活和生产提供更多的清洁能源。

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4. 计划与进度安排

一、撰写方案

1、阐述研究的目的和意义;

2、分析太阳能电池的种类和工作原理(硅太阳能电池主要);

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5. 参考文献

1、王长贵.太阳能电池的发展趋势[J].太阳能,2008(1)

2、张亮.太阳能电池的研发进展.太阳能,2011(7)

3、林安中,王斯成.国内外太阳电池和光伏发电的进展与前景.太阳能学报,增刊. 1999

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