太陽(yáng)能是由太陽(yáng)內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，來(lái)自太陽(yáng)的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。植物通過(guò)光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來(lái)。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代演變形成的一次能源。地球本身蘊(yùn)藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。

與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是核能。原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能釋放出大量的能量，稱為原子核能，簡(jiǎn)稱核能，俗稱原子能。它則來(lái)自于地殼中儲(chǔ)存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)的核裂變能資源，以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時(shí)釋放出能量。目前核能最大的用途是發(fā)電。此外，還可以用作其它類型的動(dòng)力源、熱源等。

太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1,369w/㎡。地球赤道周長(zhǎng)為40,076千米，從而可計(jì)算出，地球獲得的能量可達(dá)173,000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2，地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡，相當(dāng)于有102,000TW 的能量。

盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤，每秒照射到地球的能量則為1.465×10^14焦。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能都是來(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能，所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大，狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。 ^[1] 

光伏板組件是一種暴露在陽(yáng)光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料（例如硅）制成的固體光伏電池組成。簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表以及計(jì)算機(jī)提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明以及交通信號(hào)燈和監(jiān)控系統(tǒng)，并入電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電能。天臺(tái)及建筑物表面均可使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。

據(jù)調(diào)研顯示由于產(chǎn)能過(guò)剩導(dǎo)致全球5大制造商利潤(rùn)縮水，2012年光伏組件安裝量將有所減少，這是10余年來(lái)首次出現(xiàn)下降。據(jù)彭博6位分析師的平均預(yù)測(cè)全球家庭與商業(yè)機(jī)構(gòu)將安裝24.8GW的光伏組件。這相當(dāng)于約20座核反應(yīng)堆的發(fā)電量，但與新增27.7GW的光伏裝機(jī)量相比下降10%。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)估計(jì)，自1999年以來(lái)年均安裝量已增長(zhǎng)61%。

現(xiàn)代的太陽(yáng)熱能科技將陽(yáng)光聚合，并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運(yùn)用適當(dāng)?shù)目萍紒?lái)收集太陽(yáng)能外，建筑物亦可利用太陽(yáng)的光和熱能，方法是在設(shè)計(jì)時(shí)加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽(yáng)熱力的建筑材料。 ^[2] 

（1）普遍：太陽(yáng)光普照大地，沒(méi)有地域的限制，無(wú)論陸地或海洋，

太陽(yáng)能(6張)

無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，便于采集，且無(wú)須開采和運(yùn)輸。

（2）無(wú)害：開發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。

（3）巨大：每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。

（4）長(zhǎng)久：根據(jù)太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是用之不竭的。 ^[3] 

（1）分散性：到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說(shuō)來(lái)，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時(shí)太陽(yáng)輻射的輻照度最大，在垂直于太陽(yáng)光方向1平方米面積上接收到的太陽(yáng)能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1/5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽(yáng)能時(shí)，想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率，往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，造價(jià)較高。

（2）不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽(yáng)能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源，就必須很好地解決蓄能問(wèn)題，即把晴朗白天的太陽(yáng)輻射能盡量貯存起來(lái)，以供夜間或陰雨天使用，但蓄能也是太陽(yáng)能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。

（3）效率低和成本高：太陽(yáng)能利用的發(fā)展水平，有些方面在理論上是可行的，技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽(yáng)能利用裝置，因?yàn)樾势停杀据^高，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)室利用效率也不超過(guò)30%，總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，太陽(yáng)能利用的進(jìn)一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。

（4）太陽(yáng)能板污染：現(xiàn)階段，太陽(yáng)能板是有一定壽命的，一般最多3-5年就需要換一次太陽(yáng)能板，而換下來(lái)的太陽(yáng)能板則非常難被大自然分解，從而造成相當(dāng)大的污染。

據(jù)記載，人類利用太陽(yáng)能已有3000多年的歷史。將太陽(yáng)能作為一種能源和動(dòng)力加以利用，只有300多年的歷史。真正將太陽(yáng)能作為“近期急需的補(bǔ)充能源”，“未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”，則是近年的事。20世紀(jì)70年代以來(lái)，太陽(yáng)能科技突飛猛進(jìn)，太陽(yáng)能利用日新月異。近代太陽(yáng)能利用歷史可以從1615年法國(guó)工程師所羅門·德·考克斯在世界上發(fā)明第一臺(tái)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)算起。該發(fā)明是一臺(tái)利用太陽(yáng)能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機(jī)器。在1615年～1900年之間，世界上又研制成多臺(tái)太陽(yáng)能動(dòng)力裝置和一些其它太陽(yáng)能裝置。這些動(dòng)力裝置幾乎全部采用聚光方式采集陽(yáng)光，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不大，工質(zhì)主要是水蒸汽，價(jià)格昂貴，實(shí)用價(jià)值不大，大部分為太陽(yáng)能愛好者個(gè)人研究制造。20世紀(jì)的100年間，太陽(yáng)能科技發(fā)展歷史大體可分為七個(gè)階段。 ^[4] 

第一階段（1900~1920年），清立新能源在這一階段，世界上太陽(yáng)能研究的重點(diǎn)仍是太陽(yáng)能動(dòng)力裝置，但采用的聚光方式多樣化，且開始采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì)，裝置逐漸擴(kuò)大，最大輸出功率達(dá)73.64kW，實(shí)用目的比較明確，造價(jià)仍然很高。建造的典型裝置有：1901年，在美國(guó)加州建成一臺(tái)太陽(yáng)能抽水裝置，采用截頭圓錐聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美國(guó)建造了五套雙循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)，采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì)；1913年，在埃及開羅以南建成一臺(tái)由5個(gè)拋物槽鏡組成的太陽(yáng)能水泵，每個(gè)長(zhǎng)62.5m，寬4m，總采光面積達(dá)1250m2。

第二階段（1920~1945年），在這20多年中，太陽(yáng)能研究工作處于低潮，參加研究工作的人數(shù)和研究項(xiàng)目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發(fā)利用和發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)（1935~1945年）有關(guān)，而太陽(yáng)能又不能解決當(dāng)時(shí)對(duì)能源的急需，因此使太陽(yáng)能研究工作逐漸受到冷落。

第三階段（1945~1965年），在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的20年中，一些有遠(yuǎn)見的人士已經(jīng)注意到石油和天然氣資源正在迅速減少， 呼吁人們重視這一問(wèn)題，從而逐漸推動(dòng)了太陽(yáng)能研究工作的恢復(fù)和開展，并且成立太陽(yáng)能學(xué)術(shù)組織，舉辦學(xué)術(shù)交流和展覽會(huì)，再次興起太陽(yáng)能研究熱潮。在這一階段，太陽(yáng)能研究工作取得一些重大進(jìn)展，比較突出的有：1945年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成實(shí)用型硅太陽(yáng)電池，為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；1955年，以色列泰伯等在第一次國(guó)際太陽(yáng)熱科學(xué)會(huì)議上提出選擇性涂層的基礎(chǔ)理論，并研制成實(shí)用的黑鎳等選擇性涂層，為高效集熱器的發(fā)展創(chuàng)造了條件。此外，在這一階段里還有其它一些重要成果，比較突出的有：1952年，法國(guó)國(guó)家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽(yáng)爐。1960年，在美國(guó)佛羅里達(dá)建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調(diào)系統(tǒng)，制冷能力為5冷噸。1961年，一臺(tái)帶有石英窗的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世。在這一階段里，加強(qiáng)了太陽(yáng)能基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)材料的研究，取得了如太陽(yáng)選擇性涂層和硅太陽(yáng)電池等技術(shù)上的重大突破。平板集熱器有了很大的發(fā)展，技術(shù)上逐漸成熟。太陽(yáng)能吸收式空調(diào)的研究取得進(jìn)展，建成一批實(shí)驗(yàn)性太陽(yáng)房。對(duì)難度較大的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了初步研究。

第四階段（1965~1973年），這一階段，太陽(yáng)能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽(yáng)能利用技術(shù)處于成長(zhǎng)階段，尚不成熟，并且投資大，效果不理想，難以與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)，因而得不到公眾、企業(yè)和政府的重視和支持。

第五階段（1973~1980年），自從石油在世界能源結(jié)構(gòu)中擔(dān)當(dāng)主角之后，石油就成了左右經(jīng)濟(jì)和決定一個(gè)國(guó)家生死存亡、發(fā)展和衰退的關(guān)鍵因素，1973年10月爆發(fā)中東戰(zhàn)爭(zhēng)，石油輸出國(guó)組織采取石油減產(chǎn)、提價(jià)等辦法，支持中東人民的斗爭(zhēng)，維護(hù)該國(guó)的利益。其結(jié)果是使那些依靠從中東地區(qū)大量進(jìn)口廉價(jià)石油的國(guó)家，在經(jīng)濟(jì)上遭到沉重打擊。于是，西方一些人驚呼：世界發(fā)生了“能源危機(jī)”（有的稱“石油危機(jī)”）。這次“危機(jī)”在客觀上使人們認(rèn)識(shí)到：現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)必須徹底改變，應(yīng)加速向未來(lái)能源結(jié)構(gòu)過(guò)渡。從而使許多國(guó)家，尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，重新加強(qiáng)了對(duì)太陽(yáng)能及其它可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持，在世界上再次興起了開發(fā)利用太陽(yáng)能熱潮。1973年，美國(guó)制定了政府級(jí)陽(yáng)光發(fā)電計(jì)劃，太陽(yáng)能研究經(jīng)費(fèi)大幅度增長(zhǎng)，并且成立太陽(yáng)能開發(fā)銀行，促進(jìn)太陽(yáng)能產(chǎn)品的商業(yè)化。日本在1974年公布了政府制定的“陽(yáng)光計(jì)劃”，其中太陽(yáng)能的研究開發(fā)項(xiàng)目有：太陽(yáng)房 、工業(yè)太陽(yáng)能系統(tǒng)、太陽(yáng)熱發(fā)電、太陽(yáng)電池生產(chǎn)系統(tǒng)、分散型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)等。為實(shí)施這一計(jì)劃，日本政府投入了大量人力、物力和財(cái)力。

70年代初世界上出現(xiàn)的開發(fā)利用太陽(yáng)能熱潮，對(duì)中國(guó)也產(chǎn)生了巨大影響。一些有遠(yuǎn)見的科技人員，紛紛投身太陽(yáng)能事業(yè)，積極向政府有關(guān)部門提建議，出書辦刊，介紹國(guó)際上太陽(yáng)能利用動(dòng)態(tài)；在農(nóng)村推廣應(yīng)用太陽(yáng)灶，在城市研制開發(fā)太陽(yáng)能熱水器，空間用的太陽(yáng)電池開始在地面應(yīng)用……。1975年，在河南安陽(yáng)召開“全國(guó)第一次太陽(yáng)能利用工作經(jīng)驗(yàn)交流大會(huì)”，進(jìn)一步推動(dòng)了中國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)的發(fā)展。這次會(huì)議之后，太陽(yáng)能研究和推廣工作納入了中國(guó)政府計(jì)劃，獲得了專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)和物資支持。一些大學(xué)和科研院所，紛紛設(shè)立太陽(yáng)能課題組和研究室，有的地方開始籌建太陽(yáng)能研究所。當(dāng)時(shí)，中國(guó)也興起了開發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮。這一時(shí)期，太陽(yáng)能開發(fā)利用工作處于前所未有的大發(fā)展時(shí)期，具有以下特點(diǎn)：

各國(guó)加強(qiáng)了太陽(yáng)能研究工作的計(jì)劃性，不少國(guó)家制定了近 期和遠(yuǎn) 期陽(yáng)光計(jì)劃。開發(fā)利用太陽(yáng)能成為政府行為，支持力度大大加強(qiáng)。國(guó)際間的合作十分活躍，一些第三世界國(guó)家開始積極參與太陽(yáng)能開發(fā)利用工作。

研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽(yáng)電池、 光解水制氫、太陽(yáng)能熱發(fā)電等。

各國(guó)制定的太陽(yáng)能發(fā)展計(jì)劃，普遍存在要求過(guò)高、過(guò)急問(wèn)題，對(duì)實(shí)施過(guò)程中的困難估計(jì)不足，希望在較短的時(shí)間內(nèi)取代礦物能源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用太陽(yáng)能。例如，美國(guó)曾計(jì)劃在1985年建造一座小型太陽(yáng)能示范衛(wèi)星電站，1995年建成一座500萬(wàn)kW空間太陽(yáng)能電站。事實(shí)上，這一計(jì)劃后來(lái)進(jìn)行了調(diào)整，至今空間太陽(yáng)能電站還未升空。

太陽(yáng)熱水器、太陽(yáng)電池等產(chǎn)品開始實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)初步建立，但規(guī)模較小，經(jīng)濟(jì)效益尚不理想。這主要受制于技術(shù)運(yùn)用及科研水平。

第六階段（1980~1992年），70年代興起的開發(fā)利用太陽(yáng)能熱潮，進(jìn)入80年代后不久開始落潮，逐漸進(jìn)入低谷。世界上許多國(guó)家相繼大幅度削減太陽(yáng)能研究經(jīng)費(fèi)，其中美國(guó)最為突出。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是：世界石油價(jià)格大幅度回落，而太陽(yáng)能產(chǎn)品價(jià)格居高不下，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力；太陽(yáng)能技術(shù)沒(méi)有重大突破，提高效率和降低成本的目標(biāo)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，以致動(dòng)搖了一些人開發(fā)利用太陽(yáng)能的信心；核電發(fā)展較快，對(duì)太陽(yáng)能的發(fā)展起到了一定的抑制作用。受80年代國(guó)際上太陽(yáng)能低落的影響，中國(guó)太陽(yáng)能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太陽(yáng)能利用投資大、效果差、貯能難、占地廣，認(rèn)為太陽(yáng)能是未來(lái)能源，主張外國(guó)研究成功后中國(guó)引進(jìn)技術(shù)。雖然，持這種觀點(diǎn)的人是少數(shù)，但十分有害，對(duì)中國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)的發(fā)展造成不良影響。這一階段，雖然太陽(yáng)能開發(fā)研究經(jīng)費(fèi)大幅度削減，但研究工作并未中斷，有的項(xiàng)目還進(jìn)展較大，而且促使 人們認(rèn)真地去審視以往的計(jì)劃和制定的目標(biāo)，調(diào)整研究工作重點(diǎn)，爭(zhēng)取以較少的投入取得較大的成果。

第七階段（1992年~至今），由于大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅。在這樣背景下，1992年聯(lián)合國(guó)在巴西召開“世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，會(huì)議通過(guò)了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》， 《21世紀(jì)議程》和《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》等一系列重要文件，把環(huán)境與發(fā)展納入統(tǒng)一的框架，確立了 可持續(xù)發(fā)展的模式。這次會(huì)議之后，世界各國(guó)加強(qiáng)了清潔能源技術(shù)的開發(fā)，將利用太陽(yáng)能與環(huán)境保護(hù)結(jié)合在 一起，使太陽(yáng)能利用工作走出低谷，逐漸得到加強(qiáng)。世界環(huán)發(fā)大會(huì)之后，中國(guó)政府對(duì)環(huán)境與發(fā)展十分重視，提出10條對(duì)策和措施，明確要“因地制宜地開發(fā)和推廣太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?/a>、潮汐能、生物質(zhì)能等清潔能源”，制定了《中國(guó)21世紀(jì)議程》，進(jìn)一步明確 了太陽(yáng)能重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。

1995年國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制定了《新能源和可再生能源發(fā)展綱要》 在（1996 ~ 2010年）制出，明確提出中國(guó)在1996-2010年新能源和可再生能源的發(fā)展目標(biāo)、任務(wù)以及相應(yīng)的對(duì)策和措施。這些文件的制定和實(shí)施，對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)發(fā)揮了重要作用。1996年，聯(lián)合國(guó)在津巴布韋召開“世界太陽(yáng)能高峰會(huì)議”，會(huì)后發(fā)表了《哈拉雷太陽(yáng)能與持續(xù)發(fā)展宣言 》，會(huì)上討論了《世界太陽(yáng)能10年行動(dòng)計(jì)劃》（1996 ~ 2005年），《國(guó)際太陽(yáng)能公約》，《世界太陽(yáng)能戰(zhàn)略規(guī)劃》等重要文件。這次會(huì)議進(jìn)一步表明了聯(lián)合國(guó)和世界各國(guó)對(duì)開發(fā)太陽(yáng)能的堅(jiān)定決心，要求全球共同行動(dòng) ，廣泛利用太陽(yáng)能。

1992年以后，世界太陽(yáng)能利用又進(jìn)入一個(gè)發(fā)展期，其特點(diǎn)是：太陽(yáng)能利用與世界可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)緊密結(jié)合，全球共同行動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)世界太陽(yáng)能發(fā)展戰(zhàn)略而努力；太陽(yáng)能發(fā)展目標(biāo)明確，重點(diǎn)突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽熱、過(guò)熱過(guò)急的弊端，保證太陽(yáng)能事業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展；在加大太陽(yáng)能研究開發(fā)力度的同時(shí)，注意科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，發(fā)展太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，加速商業(yè)化進(jìn)程，擴(kuò)大太陽(yáng)能利用領(lǐng)域和規(guī)模，經(jīng)濟(jì)效益逐漸提高；國(guó)際太陽(yáng)能領(lǐng)域的合作空前活躍，規(guī)模擴(kuò)大，效果明顯。通過(guò)以上回顧可知，在本世紀(jì)100年間太陽(yáng)能發(fā)展道路并不平坦，一般每次高潮期后都會(huì)出現(xiàn)低潮期，處于低潮的時(shí)間大約有45年。太陽(yáng)能利用的發(fā)展歷程與煤、石油、核能完全不同，人們對(duì)其認(rèn)識(shí)差別大，反復(fù)多，發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)。這一方面說(shuō)明太陽(yáng)能開發(fā)難度大，短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用；另一方面也說(shuō)明太陽(yáng)能利用還受礦物能源供應(yīng)，政治和戰(zhàn)爭(zhēng)等因素的影響，發(fā)展道路比較曲折。盡管如此，從總體來(lái)看，20世紀(jì)取得的太陽(yáng)能科技進(jìn)步仍比以往任何一個(gè)世紀(jì)都快。愛迪太陽(yáng)能如今是人們生活中不可缺少的一部分。

全世界光伏板并網(wǎng)，貯能難的問(wèn)題就有改善。

開發(fā)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題

第一，世界上越來(lái)越多的國(guó)家認(rèn)識(shí)到一個(gè)能夠持續(xù)發(fā)展的社會(huì)應(yīng)該是一個(gè)既能滿足社會(huì)需要，而又不危及后代人前途的社會(huì)。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設(shè)應(yīng)該遵循的原則。隨著能源形式的變化，常規(guī)能源的貯量日益下降，其價(jià)格必然上漲，而控制環(huán)境污染也必須增大投資。

第二，中國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，煤炭約占商品能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的76%，已成為中國(guó)大氣污染的主要來(lái)源。大力開發(fā)新能源和可再生能源的利用技術(shù)將成為減少環(huán)境污染的重要措施。能源問(wèn)題是世界性的，向新能源過(guò)渡的時(shí)期遲早要到來(lái)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，太陽(yáng)能利用技術(shù)和裝置的大量應(yīng)用，也必然可以制約礦物能源價(jià)格的上漲。

太陽(yáng)能的利用目前還不是很普及，利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，但是太陽(yáng)能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。

人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地?zé)崮苜Y源除外），雖然太陽(yáng)能資源總量相當(dāng)于人類所利用的能源的一萬(wàn)多倍，但太陽(yáng)能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

建設(shè)太空太陽(yáng)能發(fā)電站的設(shè)想早在1968年就有人提出，但直到最近人類才開始真正將之付諸行動(dòng)。日本可謂此項(xiàng)目的先驅(qū)者之一，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)耗資210億美金，發(fā)電量能達(dá)到十億瓦特，能供29.4萬(wàn)個(gè)家庭使用。在太空建太陽(yáng)能發(fā)電站，無(wú)論氣候如何，均可利用太陽(yáng)能發(fā)電，這與在地球上建立太陽(yáng)能發(fā)電站的情況不同。

它的基本原理是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)，通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽(yáng)能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽(yáng)能集熱器和聚焦集熱器（槽式、碟式和塔式）等4種。通常根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途的不同，而把太陽(yáng)能光熱利用分為低溫利用（<200℃）、中溫利用（200～800℃）和高溫利用（>800℃）。目 前低溫利用主要有太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾器、太陽(yáng)能采暖（太陽(yáng)房）、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)等，中溫利用主要有太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽(yáng)爐等。

清立新能源未來(lái)太陽(yáng)能的大規(guī)模利用是用來(lái)發(fā)電。利用太陽(yáng)能發(fā)電的方式有多種。已實(shí)用的主要有以下兩種。

1、光—熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過(guò)程為光—熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱—電轉(zhuǎn)換。

2、光—電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，它的基本裝置是太陽(yáng)能電池。

【材料要求】耐紫外光線的輻射，透光率不下降。鋼化玻璃作成的組件可以承受直徑25毫米的冰球以23米/秒的速度撞擊。

【裝用的EVA膠膜固化后的性能要求】透光率大于90%；交聯(lián)度大于65-85%；剝離強(qiáng)度（N/cm），玻璃/膠膜大于30；TPT/膠膜大于15；耐溫性：高溫85℃、低溫－40℃；太陽(yáng)電池的背面，耐老化、耐腐蝕、耐紫外線輻射、不透氣等。

【用途】太陽(yáng)能發(fā)電廣泛用于太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能殺蟲燈、太陽(yáng)能便攜式系統(tǒng)，太陽(yáng)能移動(dòng)電源，太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品，通訊電源，太陽(yáng)能燈具，太陽(yáng)能建筑等領(lǐng)域。

太陽(yáng)能在2050年前可能將成為電力的主要來(lái)源，受助于發(fā)電設(shè)備成本大跌。IEA報(bào)告表示，2050年前太陽(yáng)能光伏(PV)系統(tǒng)將最多為全球貢獻(xiàn)16%的電力，來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電廠的太陽(yáng)能熱力發(fā)電(STE)將提供11%的電力。 ^[5] 

這是一種利用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。它包括光合作用、光電化學(xué)作用、光敏化學(xué)作用及光分解反應(yīng)。

光化轉(zhuǎn)換就是因吸收光輻射導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質(zhì)化學(xué)變化貯存太陽(yáng)能的光化反應(yīng)。

植物靠葉綠素把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)自身的生長(zhǎng)與繁衍，若能揭示光化轉(zhuǎn)換的奧秘，便可實(shí)現(xiàn)人造葉綠素發(fā)電。太陽(yáng)能光化轉(zhuǎn)換正在積極探索、研究中。

通過(guò)植物的光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過(guò)程。巨型海藻。

歐盟從2011年6月開始，利用太陽(yáng)光線提供的高溫能量，以水和二氧化碳作為原材料，致力于“太陽(yáng)能”燃油的研制生產(chǎn)。截止目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已在世界上首次成功實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的可再生燃油全過(guò)程生產(chǎn)，其產(chǎn)品完全符合歐盟的飛機(jī)和汽車燃油標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需對(duì)飛機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行任何調(diào)整改動(dòng)。 ^[6] 

研制設(shè)計(jì)的“太陽(yáng)能”燃油原型機(jī)，主要由兩大技術(shù)部分組成：第一部分利用集中式太陽(yáng)光線聚集產(chǎn)生的高溫能量，輔之ETH Zürich 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的金屬氧化物材料添加劑，在自行設(shè)計(jì)開發(fā)的太陽(yáng)能高溫反應(yīng)器內(nèi)將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化成合成氣（Syngas），合成氣的主要成分為氫氣和一氧化碳；第二部分根據(jù)費(fèi)-托原理（Fischer-Tropsch Principe），將余熱的高溫合成氣轉(zhuǎn)化成可商業(yè)化應(yīng)用于市場(chǎng)的“太陽(yáng)能”燃油成品。 ^[6] 

就人類直接利用太陽(yáng)能還處于初級(jí)階段，主要有太陽(yáng)能集熱、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能暖房、太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能無(wú)線監(jiān)控等方式。

隨著現(xiàn)代化企業(yè)制度在我國(guó)的普及和深化發(fā)展，企業(yè)的信息化建設(shè)不斷深入，利用數(shù)字視頻技術(shù)對(duì)企業(yè)進(jìn)行安全防范工作已是大勢(shì)所趨，結(jié)合太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展，推出真正的Winncam零布線無(wú)線監(jiān)控解決方案。（太陽(yáng)能無(wú)線監(jiān)控安裝效果圖）

在現(xiàn)代化工業(yè)園中，實(shí)施視頻監(jiān)控系統(tǒng)，安全保衛(wèi)部門可以實(shí)現(xiàn)在工業(yè)園區(qū)門口、主要道路、辦公樓、周界圍墻等地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)全天候視頻監(jiān)控；相關(guān)部門可以了解現(xiàn)場(chǎng)情況，加強(qiáng)園區(qū)安全保衛(wèi)管理，提高工作效率；相關(guān)管理部門可以實(shí)時(shí)了解各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的情況；企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)在辦公室利用桌面微機(jī)，可以隨時(shí)了解各主各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)狀況，處理突發(fā)事件，亦可以記錄多天前的情況，進(jìn)行追蹤分析，除本地建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)外，還可對(duì)分支機(jī)構(gòu)進(jìn)行集中遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控.隨時(shí)考察員工的實(shí)際生產(chǎn)勞動(dòng)紀(jì)律眾誠(chéng)天合公司案根據(jù)園區(qū)的實(shí)際需求，有些點(diǎn)取電困難，我們采用太陽(yáng)能供電，參照有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合我公司對(duì)工業(yè)園區(qū)監(jiān)控所積累的經(jīng)驗(yàn)，編制出這套零布線太陽(yáng)能無(wú)線監(jiān)控技術(shù)方案。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的分析我們得出結(jié)論，整套系統(tǒng)我們采用Winncam無(wú)線網(wǎng)橋2.4 和5.8 的無(wú)線網(wǎng)橋混合組網(wǎng)，通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的組網(wǎng)方式，組建三級(jí)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，使得音視頻能流暢的在網(wǎng)絡(luò)中穿行；設(shè)備的前端我們建議采用紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，后端接受可以用電腦，也可用DVR；但是DVR 需要用解碼功能。最后我們?cè)诤蠖丝梢噪S時(shí)查看和管理整套系統(tǒng)。

太陽(yáng)能無(wú)線連接拓?fù)鋱D：

太陽(yáng)能熱水器裝置通常包括太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要熱交換器和膨脹槽以及發(fā)電裝置以備電廠不能供電之需。太陽(yáng)能集熱器（solar collector）在太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中，接受太陽(yáng)輻射并向傳熱工質(zhì)傳遞熱量的裝置。按傳熱工質(zhì)可分為液體集熱器和空氣集熱器。按采光方式可分為聚光型集熱器和吸熱型集熱器兩種。另外還有一種真空集熱器：一個(gè)好的太陽(yáng)能集熱器應(yīng)該能用20～30年。自從大約1980年以來(lái)所制作的集熱器更應(yīng)維持40～50年且很少進(jìn)行維修。

早期最廣泛的太陽(yáng)能應(yīng)用即用于將水加熱，現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬(wàn)太陽(yáng)能熱水裝置。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要元件包括收集器、儲(chǔ)存裝置及循環(huán)管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應(yīng)無(wú)日照時(shí)使用，另外尚可能有強(qiáng)制循環(huán)用的水，以控制水位或控制電動(dòng)部份或溫度的裝置以及接到負(fù)載的管路等。依循環(huán)方式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可分兩種：

此種型式的儲(chǔ)存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太陽(yáng)輻射的加熱，溫度上升，造成收集器及儲(chǔ)水箱中水溫不同而產(chǎn)生密度差，因此引起浮力，此一熱虹吸現(xiàn)像，促使水在儲(chǔ)水箱及收集器中自然流動(dòng)。由于密度差的關(guān)系，水流量于收集器的太陽(yáng)能吸收量成正比。此種型式因不需循環(huán)水，維護(hù)甚為簡(jiǎn)單，故已被廣泛采用。

熱水系統(tǒng)用水使水在收集器與儲(chǔ)水箱之間循環(huán)。當(dāng)收集器頂端水溫高于儲(chǔ)水箱底部水溫若干度時(shí)，控制裝置將啟動(dòng)水使水流動(dòng)。水入口處設(shè)有止回閥以防止夜間水由收集器逆流，引起熱損失。由此種型式的熱水系統(tǒng)的流量可得知（因來(lái)自水的流量可知），容易預(yù)測(cè)性能，亦可推算于若干時(shí)間內(nèi)的加熱水量。如在同樣設(shè)計(jì)條件下，其較自然循環(huán)方式具有可以獲得較高水溫的長(zhǎng)處，但因其必須利用水，故有水電力、維護(hù)（如漏水等）以及控制裝置時(shí)動(dòng)時(shí)停，容易損壞水等問(wèn)題存在。因此，除大型熱水系統(tǒng)或需要較高水溫的情形，才選擇強(qiáng)制循環(huán)式，一般大多用自然循環(huán)式熱水器。 ^[7] 

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)分為離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)：

1、離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。

2、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就是太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積大，還沒(méi)有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是目 前并網(wǎng)發(fā)電的主流。

太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，太陽(yáng)能電池板的作用是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件之一，其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽(yáng)電池是否具有使用價(jià)值的重要因素。 組件設(shè)計(jì)：按國(guó)際電工委員會(huì)IEC：1215：1993標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用36片或72片多晶硅太陽(yáng)能電池進(jìn)行串聯(lián)以形成12V和24V各種類型的組件。該組件可用于各種戶用光伏系統(tǒng)、獨(dú)立光伏電站和并網(wǎng)光伏電站等。

電池片：采用高效率（16.5%以上）的單晶硅太陽(yáng)能片封裝，保證太陽(yáng)能電池板發(fā)電功率充足。

玻璃： 采用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃)， 厚度3.2mm，在太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(320-1100nm)透光率達(dá)91%以上，對(duì)于大于1200 nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時(shí)能耐太陽(yáng)紫外光線的輻射，透光率不下降。

EVA：采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優(yōu)質(zhì)EVA膜層作為太陽(yáng)電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和抗老化能力。

TPT：太陽(yáng)電池的背面覆蓋物—氟塑料膜為白色，對(duì)陽(yáng)光起反射作用，因此對(duì)組件的效率略有提高，并因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當(dāng)然，此氟塑料膜首先具有太陽(yáng)電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。

邊框：所采用的鋁合金邊框具有高強(qiáng)度，抗機(jī)械沖擊能力強(qiáng)。也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。

太陽(yáng)能控制器是由專用處理器CPU、電子元器件、顯示器、開關(guān)功率管等組成。

主要特點(diǎn)：

1、使用了單片機(jī)和專用軟件，實(shí)現(xiàn)了智能控制；

2、利用蓄電池放電率特性修正的準(zhǔn)確放電控制。放電終了電壓是由放電率曲線修正的控制點(diǎn)，消除了單純的電壓控制過(guò)放的不準(zhǔn)確性，符合蓄電池固有的特性，即不同的放電率具有不同的終了電壓。

3、具有過(guò)充、過(guò)放、電子短路、過(guò)載保護(hù)、獨(dú)特的防反接保護(hù)等全自動(dòng)控制；以上保護(hù)均不損壞任何部件，不燒保險(xiǎn)；

4、采用了串聯(lián)式PWM充電主電路，使充電回路的電壓損失較使用二極管的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM高3%-6%，增加了用電時(shí)間；過(guò)放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動(dòng)控制方式使系統(tǒng)由更長(zhǎng)的使用壽命；同時(shí)具有高精度溫度補(bǔ)償；

5、直觀的LED發(fā)光管指示當(dāng)前蓄電池狀態(tài)，讓用戶了解使用狀況；

6、所有控制全部采用工業(yè)級(jí)芯片（僅對(duì)帶I工業(yè)級(jí)控制器），能在寒冷、高溫、潮濕環(huán)境運(yùn)行自如。同時(shí)使用了晶振定時(shí)控制，定時(shí)控制精確。

7、取消了電位器調(diào)整控制設(shè)定點(diǎn)，而利用了E方存儲(chǔ)器記錄各工作控制點(diǎn)，使設(shè)置數(shù)字化，消除了因電位器震動(dòng)偏位、溫漂等使控制點(diǎn)出現(xiàn)誤差降低準(zhǔn)確性、可靠性的因素；

8、使用了數(shù)字LED顯示及設(shè)置，一鍵式操作即可完成所有設(shè)置，使用極其方便直觀的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)；

第一個(gè)空間太陽(yáng)電池載于1958年發(fā)射的Vangtuard I，體裝式結(jié)構(gòu)，單晶Si襯底，效率約10%（28℃）。到了1970年代，人們改善了電池結(jié)構(gòu)，采用BSF、光刻技術(shù)及更好減反射膜等技術(shù)，使電池的效率增加到14%。在70年代和80年代，地面太陽(yáng)電池大約每5.5年全球產(chǎn)量翻番；而空間太陽(yáng)電池在空間環(huán)境下的性能，如抗輻射性能等得到了較大改善。由于80年代太陽(yáng)電池的理論得到迅速發(fā)展，極大地促進(jìn)了地面和空間太陽(yáng)電池性能的改善。到了90年代，薄膜電池和Ⅲ-Ⅴ電池的研究發(fā)展很快，而且聚光陣結(jié)構(gòu)也變得更經(jīng)濟(jì)，空間太陽(yáng)電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。在繼續(xù)研究更高性能的太陽(yáng)電池，主要有兩種途徑：研究聚光電池和多帶隙電池。

由于太陽(yáng)電池在不同光強(qiáng)或光譜條件下效率一般不同，對(duì)于空間太陽(yáng)電池一般采用AM0光譜（1.367KW/㎡），對(duì)于地面應(yīng)用一般采用AM1.5光譜（即地面中午晴空太陽(yáng)光，1.000 KWm-2）作為測(cè)試電池效率的標(biāo)準(zhǔn)光源。太陽(yáng)電池在AM0光譜效率一般低于AM1.5光譜效率2～4個(gè)百分點(diǎn)，例如一個(gè)AM0效率為16%的Si太陽(yáng)電池AM1.5效率約為19%）。

◎ 25℃，AM0條件下太陽(yáng)電池效率

電池類型 面積（cm2） 效率（%） 電池結(jié)構(gòu)

一般Si太陽(yáng)電池 64cm2 14.6 單結(jié)太陽(yáng)電池

先進(jìn)Si太陽(yáng)電池 4cm2 20.8 單結(jié)太陽(yáng)電池GaAs太陽(yáng)電池 4cm2 21.8 單結(jié)太陽(yáng)電池

InP太陽(yáng)電池 4cm2 19.9 單結(jié)太陽(yáng)電池

GaInP/GaAs 4cm2 26.9 單片疊層雙結(jié)太陽(yáng)電池

GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 單片疊層雙結(jié)太陽(yáng)電池

GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 單片疊層三結(jié)太陽(yáng)電池

◎ 聚光電池

GaAs太陽(yáng)電池 0.07 24.6 100X

GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X，單片疊層雙結(jié)太陽(yáng)電池

GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X，機(jī)械堆疊太陽(yáng)電池

空間太陽(yáng)電池在大氣層外工作，在近地球軌道太陽(yáng)平均輻照強(qiáng)度基本不變，通常稱為AM0輻照，其光譜分布接近5800K黑體輻射光譜，強(qiáng)度1353mW/cm2。因此空間太陽(yáng)電池多采用AM0光譜設(shè)計(jì)和測(cè)試。

空間太陽(yáng)電池通常具有較高的效率，以便在空間發(fā)射的重量、體積受限制的條件下，能獲得特定的功率輸出。特別在一些特定的發(fā)射任務(wù)中，如微小衛(wèi)星（重量在50～100公斤）上應(yīng)用，要求單位面積或單位重量的比功率更高。

空間太陽(yáng)電池在地球大氣層外工作，必然會(huì)受到高能帶電粒子的輻照，引起電池性能的衰減，主要原因是由于電子或質(zhì)子輻射使少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度減小。其光電參數(shù)衰減的程度取決于太陽(yáng)電池的材料和結(jié)構(gòu)。還有反向偏壓、低溫和熱效應(yīng)等因素也是電池性能衰減的重要原因，尤其對(duì)疊層太陽(yáng)電池，由于熱脹系數(shù)顯著不同，電池性能衰減可能更嚴(yán)重。

光伏電源的可靠性對(duì)整個(gè)發(fā)射任務(wù)的成功起關(guān)鍵作用，與地面應(yīng)用相比，太陽(yáng)電池/陣的費(fèi)用高低并不重要，因?yàn)榭臻g電源系統(tǒng)的平衡費(fèi)用更高，可靠性是最重要的。空間太陽(yáng)電池陣必須經(jīng)過(guò)一系列機(jī)械、熱學(xué)、電學(xué)等苛刻的可靠性檢驗(yàn)。

硅太陽(yáng)電池是最常用的衛(wèi)星電源，從1970年代起，由于空間技術(shù)的發(fā)展，各種飛行器對(duì)功率的需求越來(lái)越大，在加速發(fā)展其他類型電池的同時(shí)，世界上空間技術(shù)比較發(fā)達(dá)的美、日和歐空局等國(guó)家，都相繼開展了高效硅太陽(yáng)電池的研究。以日本SHARP公司、美國(guó)的SUNPOWER公司以及歐空局為代表，在空間太陽(yáng)電池的研究發(fā)展方面領(lǐng)先。其中，以發(fā)展背表面場(chǎng)（BSF）、背表面反射器（BSR）、雙層減反射膜技術(shù)為第一代高效硅太陽(yáng)電池，這種類型的電池典型效率最高可以做到15%左右，目 前 在軌的許多衛(wèi)星應(yīng)用的是這種類型的電池。

到了70年代中期，COMSAT研究所提出了無(wú)反射絨面電池（使電池效率進(jìn)一步提高）。但這種電池的應(yīng)用受到限制：一是制備過(guò)程復(fù)雜，避免損壞PN結(jié)；二是這樣的表面會(huì)吸收所有波長(zhǎng)的光，包括那些光子能量不足以產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的紅外輻射，使太陽(yáng)電池的溫度升高，從而抵消了采用絨面而提高的效率效應(yīng)；三是電極的制作必須沿著絨面延伸，增加了接觸的難度，使成本升高。

80年代中期，為解決這些問(wèn)題，高效電池的制作引入了電子器件制作的一些工藝手段，采用了倒金子塔絨面、激光刻槽埋柵、選擇性發(fā)射結(jié)等制作工藝，這些工藝的采用不但使電池的效率進(jìn)一步提高，而且還使得電池的應(yīng)用成為可能。特別在解決了諸如采用帶通濾波器消除溫升效應(yīng)以后，這類電池的應(yīng)用成了空間電源的主角。

雖然很多工藝技術(shù)是由一些研究所提出，但卻是在一些比較大的公司得到了發(fā)揚(yáng)光大，比如倒金子塔絨面、選擇性發(fā)射結(jié)等工藝是在澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心出現(xiàn)，但日本的SHARP公司和美國(guó)的SUNPOWER公司目 前的技術(shù)水平卻為世界一流，有的技術(shù)甚至已經(jīng)移植到了地面用太陽(yáng)電池的大批量生產(chǎn)。

為了進(jìn)一步降低電池背面復(fù)合影響，背面結(jié)構(gòu)則采用背面鈍化后開孔形成點(diǎn)接觸，即局部背場(chǎng)。這些高效電池典型結(jié)構(gòu)為PERC、PERL、PERT、PERF[1]，其中前種結(jié)構(gòu)的電池已經(jīng)在空間獲得實(shí)用。典型的高效硅太陽(yáng)電池厚度為100μm，也被稱為NRS/BSF（典型效率為17%）和NRS/LBSF（典型效率為18%），其特征是正面具有倒金子塔絨面的選擇性發(fā)射結(jié)構(gòu)，前后表面均采用鈍化結(jié)構(gòu)來(lái)降低表面復(fù)合，背面場(chǎng)采用全部或局部背場(chǎng)。實(shí)際應(yīng)用中還發(fā)現(xiàn)，雖然采用局部背場(chǎng)工藝的電池要普遍比NRS/BSF的電池效率高一個(gè)百分點(diǎn)，但通常局部背場(chǎng)的抗輻照能力比較差。

到了上世紀(jì)90年代中期，空間電源工程人員發(fā)現(xiàn)，雖然這種類型電池的初期效率比較高，但電池的末期效率比初期效率下降25%左右，限制了電池的進(jìn)一步應(yīng)用，空間電源的成本仍然不能很好地降低。

為了改變這種情況，以SHARP為首的研究機(jī)構(gòu)提出了雙邊結(jié)電池結(jié)構(gòu)，這種電池的出現(xiàn)有效地提高了電池的末期效率，并在HES、HES-1衛(wèi)星上獲得了實(shí)際應(yīng)用。

另外研究人員還發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星對(duì)電池陣位置的要求比較苛刻，如果太陽(yáng)電池陣不對(duì)日定向或?qū)θ斩ㄏ虿畹榷紩?huì)影響到衛(wèi)星電源的功率，這在一定程度上也限制了衛(wèi)星整體系統(tǒng)的配置。比如空間站這樣復(fù)雜的飛行器，有的電池陣幾乎不能完全保證其充足的太陽(yáng)角，因而就需要高效電池來(lái)滿足要求。雖然目 前已經(jīng)部分應(yīng)用了常規(guī)的高效電池，但電池的高的α吸收系數(shù)、有限的空間和重量的需要使其仍然不能滿足空間系統(tǒng)大規(guī)模功率的需要。傳統(tǒng)的電池結(jié)構(gòu)仍然受到很大程度的限制。在這種情況下，俄羅斯在研究高效硅電池初期就側(cè)重于提高電池的末期效率為主，在結(jié)合電池陣研究方面提出了雙面電池的構(gòu)想并獲得了成功，真正做到了高效長(zhǎng)壽命和低成本。

太陽(yáng)能路燈是一種利用太陽(yáng)能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規(guī)電能，只要陽(yáng)光充足就可以就地安裝等特點(diǎn)，因此受到人們的廣泛關(guān)注，又因其不污染環(huán)境，而被稱為綠色環(huán)保產(chǎn)品。太陽(yáng)能路燈即可用于城鎮(zhèn)公園、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度較小，交通不便經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、缺乏常規(guī)燃料，難以用常規(guī)能源發(fā)電，但太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)，以解決這些地區(qū)人們的家用照明問(wèn)題。

2007年8月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《可再生資源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃提出，到2010年中國(guó)可再生能源年利用量將達(dá)到2.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中，水電達(dá)到1.8億千瓦，風(fēng)電超過(guò)500萬(wàn)千瓦，生物質(zhì)發(fā)電達(dá)到550萬(wàn)千瓦，太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到30萬(wàn)千瓦；燃料乙醇和生物柴油年利用量分別達(dá)到200萬(wàn)噸和20萬(wàn)噸；沼氣年利用量達(dá)到190億立方米，太陽(yáng)能熱水器總集熱面積達(dá)到1.5億平方米。從2010年~2020年，中國(guó)可再生能源將有更大地發(fā)展。其中，水電將達(dá)到3億千瓦，風(fēng)電裝機(jī)和生物質(zhì)發(fā)電目標(biāo)都是3000萬(wàn)千瓦，太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到180萬(wàn)千瓦；燃料乙醇和生物柴油年生產(chǎn)能力分別達(dá)到1000萬(wàn)噸和200萬(wàn)噸；沼氣年利用量達(dá)到443億立方米，太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到180萬(wàn)千瓦；太陽(yáng)能熱水器總集熱面積達(dá)到3億平方米。根據(jù)規(guī)劃提出的目標(biāo)，到2020年，中國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)可再生能源比例將由目 前的7%提升到16%。

2005年9月，上海市政府公布“上海開發(fā)利用太陽(yáng)能行動(dòng)計(jì)劃”。

2006年6月，中國(guó)成立風(fēng)能太陽(yáng)能資源評(píng)估中心。

2009年3月23日，財(cái)政部印發(fā)《太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》，擬對(duì)太陽(yáng)能光電建筑等大型太陽(yáng)能工程進(jìn)行補(bǔ)貼。

2011年《十二五新能源規(guī)劃綱要》中。

2012年3月27日，中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部以國(guó)科發(fā)計(jì)〔2012〕198號(hào)印發(fā)《太陽(yáng)能發(fā)電科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》中。

2012年9月13日，國(guó)家能源局印發(fā)《太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中。

為促進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，國(guó)家能源局根據(jù)《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，組織編制了《太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，現(xiàn)印發(fā)你們，并就有關(guān)事項(xiàng)通知如下：

一、加強(qiáng)規(guī)劃指導(dǎo)，優(yōu)化建設(shè)布局。各地能源主管部門根據(jù)本規(guī)劃要求，完善本地區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)劃目標(biāo)、布局和開發(fā)時(shí)序，有序推進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)。
　　二、立足就地消納，優(yōu)先分散利用。太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)要綜合考慮太陽(yáng)能資源、承載物（或土地）資源及并網(wǎng)運(yùn)行條件等，所發(fā)電量立足就地消納平衡，優(yōu)先發(fā)展分布式太陽(yáng)能發(fā)電。
　　三、加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，落實(shí)消納市場(chǎng)。電網(wǎng)企業(yè)要加強(qiáng)配套電網(wǎng)建設(shè)，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行，加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，建立太陽(yáng)能發(fā)電綜合技術(shù)支持體系，提高適應(yīng)太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，保障太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行和高效利用。
　　四、加強(qiáng)建設(shè)運(yùn)行管理，提高技術(shù)水平。項(xiàng)目單位要充分發(fā)揮項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行的主體作用，高度重視工程質(zhì)量，全面加強(qiáng)項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行管理，鼓勵(lì)開展多種技術(shù)和運(yùn)營(yíng)方式的創(chuàng)新。
　　五、加強(qiáng)規(guī)劃評(píng)估，適時(shí)調(diào)整完善。在規(guī)劃實(shí)施過(guò)程中，適時(shí)開展太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)劃評(píng)估，根據(jù)發(fā)展形勢(shì)對(duì)規(guī)劃進(jìn)行必要的修訂和調(diào)整。 ^[8] 

中國(guó)《可再生能源法》的頒布和實(shí)施，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了政策保障；京都議定書的簽定，環(huán)保政策的出臺(tái)和對(duì)國(guó)際的承諾，給太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇；西部大開發(fā)，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)提供巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)；原油價(jià)格的上漲，中國(guó)能源戰(zhàn)略的調(diào)整，使得政府加大對(duì)可再生能源發(fā)展的支持力度，所有這些都為中國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)極大的機(jī)會(huì)。

中國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的太陽(yáng)能資源，太陽(yáng)能利用前景廣闊。目 前，中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國(guó)家和重要的太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)比較成熟太陽(yáng)能產(chǎn)品有兩項(xiàng)：太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。

2014年12月15日，澳大利亞新南威爾士大學(xué)（UNSW）的太陽(yáng)能研究人員，已經(jīng)可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率提高到40%以上，這是至今最高紀(jì)錄。 ^[9] 

1974年至1997年，美日等發(fā)達(dá)國(guó)家 硅半導(dǎo)體光電池發(fā)電成本降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)：從每瓦50美元降到了5美元。此后 世界各國(guó)專家大都認(rèn)為，要使太陽(yáng)能電站與傳統(tǒng)電站（主要是火電站）相比具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，還有一段同樣長(zhǎng)的路要走 ——其成本再降低一個(gè)數(shù)量級(jí)才行。目前 美國(guó)等國(guó)家建的利用太陽(yáng)池發(fā)電的項(xiàng)目很多。在死海之畔 有一個(gè)1979年建的7000平方米的實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)池，為一臺(tái)150千瓦發(fā)電機(jī)供熱。美國(guó)計(jì)劃將其鹽湖的8．3%面積（約8000平方千米）建成太陽(yáng)池，為600兆瓦的發(fā)電機(jī)組供熱。今年 6月，亞美尼亞無(wú)線電物理所的專家宣布，已在該國(guó)山地開始建造其 “第一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)樣板”型 工業(yè)太陽(yáng)能電站。該電站使用的渦輪機(jī)是使用壽命已屆滿而從直升機(jī)上拆下來(lái)的渦輪機(jī)，裝機(jī)容量?jī)H100千瓦，但發(fā)電成本僅0．5美分/千瓦小時(shí)，效率高達(dá)40%—50%。

俄羅斯學(xué)者在太陽(yáng)池研究方面也取得了令人矚目的進(jìn)展。一家公司將其研制的太陽(yáng)能噴水式推進(jìn)器和噴冷式推進(jìn)器與太陽(yáng)池工程相結(jié)合，給太陽(yáng)池附設(shè)冰槽等設(shè)施，設(shè)計(jì)出了適用于農(nóng)家的新式太陽(yáng)池。按這種設(shè)計(jì)，一個(gè)6到8口人的農(nóng)戶建一個(gè)70平方米的太陽(yáng)池，便可滿足其100平方米住房全年的用電需要。

以色列2012年可再生能源裝機(jī)容量為：風(fēng)能6.2兆瓦、水電8兆瓦、生物燃料12兆瓦、大型太陽(yáng)能光熱電站0兆瓦、中型太陽(yáng)能光熱電站7兆瓦、小型光伏板發(fā)電站218兆瓦。預(yù)計(jì)至2015年，以大型太陽(yáng)能光熱電站將增至740兆瓦，中型太陽(yáng)能電站增至330兆瓦，小型光伏板發(fā)電站增至330兆瓦。