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图4-12非晶硅太阳电池输出特性曲线14
表4-13种太阳能电池暗伏安特性测量8
表4-2光强、开路电压和短路电流表10
表4-3三种太阳能电池的输出特性12
1 引言 1．1 全球能源现状 能源（Energy Sources） ，全国科学技术名词审定委员会定义为：自然界赋存的已经查明和推定的能够提供热、光、动力和电能等各种形式能的能量来源，包括一次能源和二次能源。简单的说，能源就是提供能量转化的物质。随着社会的不断发展，人类对能源的需求也越来越大，然而与此同时，传统能源的储量却在不断的减少，为了解决这个日趋严重的能源问题，以太阳能、风能为代表的新能源快速的发展起来。 全世界使用的能源约有90%取自煤炭、石油和天然气。美国地质勘探局 （USGS）估计化石能源储量使用终点的出现要到2035 年，剑桥能源研究协会（CERA）出版的《关于石油产量顶点的报告》用的就是前者的预测。化石燃料的不可再生性和由它引发的环境恶化问题必将促使人们不断探索、开发新的能源技术。21 世纪，以化石能源为主导的能源结构将转变为以可再生能源（如太阳能和生物质能等）为主导的新的世界能源结构，化石能源将失去其主体地位。世界能源理事会等能源机构研究认为，在21 世纪上半叶，化石燃料仍然会是一次能源构成的主体，但到了 21 世纪下半叶时，以太阳能和生物质能为代表的新能源将获得迅速的发展。预计到 2100 年，太阳能等可再生能源将占世界一次能源利用的一半以上[1]。
1．2 能源新星——太阳能 太阳能是来自地球外部天体（主要是太阳）的能源。我们日常生活中所消耗的能量的很大一部分都直接或间接地来自太阳[1]。由于植物的光合作用，太阳能被转变成化学能而贮存在植物体内。石油、煤炭等化石燃料就是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，其实质是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。 而现在一般意义上的太阳能（Solar Energy），是指由太阳辐射到地球上的能量源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/。目前对太阳能的利用方式主要有两种，分别为被动式利用（光热转换）以及主动式利用（光电转换）[2]。 太阳能利用的优点有很多，主要有分布广泛、储量丰富、可利用时间长、不污染环境等。地球上，每年接收到的太阳能大约为 12.2 万亿瓦，这是全世界每年能量消耗总量的2万倍以上，而其中被人类所利用的能量和地球接收到的辐射总量相比微乎其微。此外，按照当前太阳核聚变产生辐射能的速率，太阳中的氢还有着能够支持太阳数百亿年核聚变的储量，而同时地球的寿命也只是有数十亿年，从这个方面上可以说太阳的能量是用不完的[2]。而相比于化石能源对环境的污染，太阳能在利用的过程中对环境的污染很小，几乎可以忽略不计，这一宝贵的优点也让它成为了当今最清洁的能源之一。在拥有着巨大优势的同时，太阳能的利用也有不可避免的缺点：分散、不稳定、效率低和成本高。地球接收到的太阳辐射能的总量虽然很大，然而能流密度却很低，最终到达地表的能量大约只有 1000W/m2[2]。因此，只有利用足够大面积的收集和转换装置才能得到一定的转换功率，这就提高了太阳能利用的成本。又由于受到地理条件（所处海拔、纬度等）、天气条件（晴天、阴天、雨天等）以及昼夜条件的限制，到达某一地方的太阳辐射又是不稳定并且间断的，而为了使太阳能成为持续、稳定的能源，就需要把太阳能储存起来，以供夜晚、阴雨天等太阳辐射很少或没有的情况下使用，但目前太阳能的存储技术也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一[1]。总之，就目前的太阳能研究情况看，很多太阳能利用的理论是可行的，技术上也是能够达到的，然而有的太阳能装置，因为成本高、效率低等因素的制约，在经济性上还无法与常规能源相竞争。在今后相当长的一段时间内，如何降低成本、提高装置的效率将是太阳能发展所面临的主要难题。