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太阳能是一种清洁、可再生能源,太阳能光伏发电实现了直接将太阳能转化为电能。我国人口众多,人均能源资源量较低,发展可再生能源是我国的必然选择,其中太阳能发电是最有前景的技术之一,从环境保护和能源战略上都具有重大意义。在人们对能源需求急剧增加,而化石能源日益匮乏的背景下,开发和利用太阳能等可再生能源越来越受到重视。世界各国政府纷纷把充分开发利用太阳能作为可持续发展的能源战略决策,其中光伏发电最受瞩目。太阳能光伏发电是新能源的重要组成部分,被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术,各发达国家均投入巨额资金竞相研究开发,并积极推进产业化进程,大力开拓市场应用。新世纪伊始,众多国家纷纷制定雄心勃勃的发展规划,推动光伏技术和产业的发展。各国可再生能源法的颁布、快速发展的光伏屋顶计划、各种减免税收政策和补贴政策以及逐渐成熟的绿色电力价格,为光伏市场的发展提供了良好的基础。近几年光伏发电快速发展,光伏市场开始由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的发展,光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。根据国际权威机构的预测,到21世纪60年代,即2060年,全球直接利用太阳能的比例将会发展到占世界能源构成的13~15%,成为人类的基础能源之一。
利用太阳能的必然性:
能源是人类经济社会发展的前提条件。自工业革命以来,在以石油、煤炭为代表的常规能源的大力推动下,人类社会得到空前发展。然而,常规能源的逐渐枯竭和自然环境的不断恶化已成为当今人类社会不可回避的现实难题。单纯依靠“节能减排”来缓解能源紧张的局面不能解决根本性的问题,必须要大力调整能源结构,用新能源、核能来逐步取代传统的一次能源。
光伏发电的优点:安全可靠、无噪音、无振动、无污染、无需消耗燃料,无需架设输电线路即可就地发电供电,建设周期短、可靠性高、维护简便,对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要的意义。
光伏电池的原理及其结构光伏电池的发电原理是利用光入射于半导体时所引起的光电效应。光伏电池的基本特性和二极管类似,可用当具有适当能量的光子入射于半导体时,光与构成半导体的材料相互作用产生电子和空穴(因失去电子而带正的电荷),如半导体中存在PN结,那么电子向N型半导体扩散,空穴向P型半导体扩散,并分别聚集于两个电极部分,即负电荷和正电荷聚集于两端,这样如用导线连接这两个电极,就有电荷流动产生电能。这与传统的发电方式是完全不同的:既没有旋转的转动部分,也不排出气体,是清洁的、无噪声的发电机。

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