据英国《自然·能源》杂志近期发布的研究,市场上的工商业太阳能系统供电价格已低于电网供电价格。
该图反映了可再生能源在新增电力容量中的占比情况。
此项研究通过对比城市太阳能系统电价与电力产出总量,并将其与城市电网供电价格进行比较,得出了上述结论。
理想的新能源应具备两个关键特性:一是资源丰富且不会枯竭;二是安全、清洁,不会对人类和环境造成威胁。
太阳能发电作为一种新兴的可再生能源,被公认为21世纪全球主导能源之一。
太阳能发电安全、清洁,无污染。
太阳能利用包括太阳能热发电和太阳能光伏发电。前者是将太阳辐射热能转化为电能的装置,而后者则是一种将阳光转化为电能的薄硅片技术。
这些圆形的光伏太阳能电池广泛应用于各种用途的能源,如计算器和其他小型设备、电信、房屋屋顶面板等。它们也在发展中的村庄中用于照明、抽水和制冷。
大型阵列形式的太阳能电池还能为卫星提供电力。
嫦娥月球探测器也采用了太阳能电池板。
人类对电的研究始于对简单电池的研究,而随后紧随其后的就是对太阳能的研究,其发展速度之快令人惊叹。
早在1839年,安托万·塞萨尔·贝克勒尔就首次实现了将太阳光转换为电能的实验,虽然当时的效率只有百分之一,但这一实验为后续的太阳能研究奠定了基础。
时间来到19世纪,科学家们如威洛比·史密斯、亚当斯和戴等人,对硒的光电效应进行了深入研究。
随着技术的进步,查尔斯·弗里茨在19世纪80年代制造了第一块太阳能电池,尽管当时的转换效率并不高,但他认为这将是未来电力能源的重要组成部分。
尤其是爱因斯坦的光电效应理论提出后,人们对更高效率的太阳能发电充满了希望。
经过贝尔实验室科学家们多年的努力,硅太阳能电池的理论知识和光电转换效率得到了显著提升。
光电效应是指光束照射物体时,物体内的电子吸收光能后被激发出来,形成光电流的现象。
利用麦克斯韦波理论,我们知道入射光越强,电子被激发的能量就越大,即光电子所携带的平均能量随入射光的强度增加而增加。
爱因斯坦的光子理论解决了这一悖论,他提出光是由称为光子的单个量子组成,这些光子与金属中的电子相互作用,从而产生电流。
光伏效应是内光电效应的一种应用,当太阳光照射太阳能光伏组件表面时,硅材料吸收光子的能量,使电子发生跃迁并形成电位差,从而产生电流。
太阳能电池的基本组成部分是纯硅。纯硅的制造过程包括从二氧化硅(如石英岩砾石)提取、提纯、掺杂等步骤。
制造过程中采用柴氏拉晶法等工艺,使得硅棒异常纯净。硅片是通过圆锯切割而成,并在其上涂上防反射涂层以提高效率。
为了将硅片相互连接并产生电流,需要使用电触点。这些触点通常采用钯/银、镍或铜等金属制成。
为了减少太阳光的反射损失,还需要在硅片上涂上防反射涂层。常用的涂层材料包括二氧化钛和氧化硅等。
太阳能作为发电的来源具有诸多优势。与煤炭、石油和天然气等化石燃料相比,利用太阳能发电是免费的。而光伏技术作为高效优质能源与传统能源结合使用,已成为当前产业拓展的重要任务。
相信随着技术及工艺的不断进步,太阳能发电将会有更大的提升空间。