能源與環(huán)境概論 教學(xué)課件 ppt 作者 李潤(rùn)東 可欣 主編第四章 可再生能源與環(huán)境保護(hù)2

1、1,第四章 可再生能源與環(huán)境保護(hù),能源危機(jī)已成為21世紀(jì)全球的主要問(wèn)題，解決能源危機(jī)的辦法：一是提高燃燒效率以減少資源消耗，實(shí)現(xiàn)清潔燃燒以減少污染；二是開(kāi)發(fā)新能源，積極利用可再生能源。,2,主要內(nèi)容：,4.1 可再生能源概述4.2 太陽(yáng)能4.3 生物質(zhì)能4.4 風(fēng)能4.5 水能4.6 地?zé)崮?.7 海洋能4.8 可再生能源與環(huán)境,,,,3,本次課主要內(nèi)容,4.1 可再生能源概述講述可再生能源的基本含義；主要特點(diǎn)

2、；種類(lèi)；4.2 太陽(yáng)能什么是太陽(yáng)能？利用太陽(yáng)能的主要方法有哪些？太陽(yáng)能發(fā)電的兩種方法及原理:光熱電轉(zhuǎn)換和光伏發(fā)電,4,4.1 可再生能源概述,一、可再生能源的基本含義常規(guī)能源（傳統(tǒng)能源） ：已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能等能源?？稍偕茉矗鹤匀唤缰锌梢圆粩嗬谩⒀h(huán)再生的一種能源形式，具有自我恢復(fù)原有特性并可持續(xù)利用的一次能源。 可再生能源是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、

3、取之不盡、用之不竭的資源，它對(duì)環(huán)境無(wú)害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開(kāi)發(fā)利用?？稍偕茉粗饕ㄌ?yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。?wèn)題：氫能屬于可再生能源嗎？,5,二、可再生能源的主要特點(diǎn)：1.能量密度較低且高度分散；2.資源豐富，可以再生；3.清潔干凈，使用中幾乎沒(méi)有損害生態(tài)環(huán)境的污染物排放；4.太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等能源資源具有間歇性和隨機(jī)性；5.開(kāi)發(fā)利用的難度大。,6,開(kāi)發(fā)可再生能源,太陽(yáng)能,生

4、物質(zhì)能(沼氣),地?zé)?潮汐,風(fēng)能,7,2008年全球可再生能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)圖,（其中乙醇燃料為6%）,8,9,4.2 太陽(yáng)能,10,,,11,一、什么是太陽(yáng)能在太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應(yīng)，不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽(yáng)能。太陽(yáng)內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng)，可以維持上百億年的時(shí)間。太陽(yáng)向宇宙空間發(fā)射的輻射功率為3.8×1023kW的輻射值，其中20億分之一到達(dá)地球大氣層。到達(dá)地球大氣層的太陽(yáng)能，30%被

5、大氣層反射，23%被大氣層吸收，其余的到達(dá)地球表面，其功率為8.1×1013kW。太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于燃燒500萬(wàn)噸煤釋放的熱量,相當(dāng)于2.5億桶石油。,12,★廣義上的太陽(yáng)能:是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)能，生物質(zhì)能等等?！铼M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。狹義的太陽(yáng)能是我們?cè)诖擞懻摰奶?yáng)能。,13,太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心天體,是太陽(yáng)系里唯一的一顆恒

6、星,也是離地球最近的一顆恒星。,14,太陽(yáng)是一個(gè)熾熱的氣態(tài)球體，沒(méi)有固體的星體或核心。它的直徑約為1.39×106km，是地球的109倍，質(zhì)量約為2.2×l027t，為地球質(zhì)量的3.32×105倍，體積則比地球大1.3×106倍，平均密度為地球的1/4。其主要組成氣體為氫（約71％）和氦（約27％）。,15,16,太陽(yáng)能利用方式主要有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式?！锕怆娹D(zhuǎn)換（光伏發(fā)電、太陽(yáng)電池）

7、：將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換把太陽(yáng)光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能；★光熱利用：太陽(yáng)光的熱量加熱水，并利用熱水發(fā)電；太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；太陽(yáng)能取暖、制冷；太陽(yáng)能煙囪；太陽(yáng)能熱發(fā)電。,二、太陽(yáng)能的利用方式,存在問(wèn)題：太陽(yáng)能的利用還逐步普及，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。,17,太陽(yáng)能,太陽(yáng)灶,航天器,太陽(yáng)能熱水器,太陽(yáng)能發(fā)電裝置,18,,,19,,,20,,,21,三、太陽(yáng)能資源,太陽(yáng)能資源豐富，全國(guó)三分之二日照小時(shí)數(shù)大于

8、2200小時(shí)。2004年底，太陽(yáng)光伏發(fā)電裝機(jī)為6.5萬(wàn)千瓦。主要用于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)和特殊行業(yè)用電問(wèn)題,,,22,23,四、太陽(yáng)能利用,二 太陽(yáng)能熱水器,三 太陽(yáng)房,四 太陽(yáng)能干燥,五 太陽(yáng)能海水淡化,六 太陽(yáng)能制冷,七 鹽梯度太陽(yáng)池,一 太陽(yáng)能集熱器,八 太陽(yáng)能發(fā)電,24,① 透明面板： 透光率高達(dá)90%的太陽(yáng)能專(zhuān)用強(qiáng)化玻璃。② 邊框： 鋁材，與建筑物完美結(jié)合。③ 密封條： 采用強(qiáng)密封、耐高溫、抗老化型

9、硅膠條。④ 吸熱板芯： 銅鋁復(fù)合板，選擇性吸收膜，吸收率大于94%。⑤ 背板： 優(yōu)質(zhì)鍍鋁板，外型美觀，耐腐蝕能力強(qiáng)。⑥ 保溫層： 特有超細(xì)玻璃棉復(fù)合保溫材料，比普通單層式保溫效果更勝一籌。⑦ 隔熱層： 反射鋁箔紙，將陽(yáng)光有效進(jìn)行二次反射，提高熱效率。,一、太陽(yáng)能集熱器,25,太陽(yáng)能集熱器可分為平板型和聚光型,1、吸熱體,作用：熱交換器,組成：,材料：,選擇性涂層，管板,涂層：無(wú)光黑漆。盡量

10、薄，減小熱量傳遞阻力,選擇性涂層（小于2微米）：電鍍二氧化鉻等,（一）平板型集熱器組成,對(duì)吸熱體基本要求：,1 上下水管要粗，壓力降是總壓的10%左右,2 選擇性涂層太陽(yáng)輻射吸收率必須大于0.95，熱發(fā)射率小于0.2,26,,,2、透明蓋板,,,,,,1cm,2-4cm,最佳距離：2cm時(shí)，只有導(dǎo)熱和輻射換熱； 4cm時(shí)，熱阻更大但是存在對(duì)流換熱。,材料：,一般是玻璃，缺點(diǎn)是重量大，易碎,薄膜塑料的透過(guò)率高于玻璃，但

11、缺點(diǎn)是容易積塵，松垂。,27,抗老化(特別是抗紫外線老化)?？够瘜W(xué)腐蝕和拉裂，特別是在遭受雨淋、遇到大氣污染物、打掃透光而；鳥(niǎo)類(lèi)、接觸到密封材料和涂料等情況時(shí)。容忍高溫和低溫變化，如一20℃一100℃)而不碎、不老化和不蠕變。抗沖擊，具有堅(jiān)固的表面以防止偶然的或人為的破壞以及在清洗表面時(shí)的損害。用于表面授蓋時(shí)必須有一定的防火能力。,透明蓋板的基本要求,28,透明蓋板的面積選擇： 受風(fēng)雪等自然條件，蓋板的厚度，材料等影響。在

12、北歐天氣條件下傾角45?的以玻璃為透光層的集熱器的最大采光面積是0.6m2(4mm厚)和1.4m2(6mm厚)．鋼化破璃的采光面積可以適當(dāng)增大一些；我國(guó)的實(shí)踐表明上述數(shù)據(jù)可以更大一些，例如許多產(chǎn)品中5mm厚玻璃的面積達(dá)到1.2m2。,29,3、隔熱層隔熱層可降低熱損失、提高集熱效率，要求材料具有較好的絕熱性能和較低的導(dǎo)熱系數(shù)。一般要求，隔熱層的熱流量在0.5-1.0W/m2,相當(dāng)于40-80mm厚玻璃纖維隔熱層。要求能夠承受200

13、?C的高溫?？勺龈魺釋拥牟牧习ǎ翰ＡЮw維、石棉、硬質(zhì)泡沫塑料等。,30,（二）全玻璃真空管平板集熱器,提出：普通平板集熱器，熱損失較大，單層6-8W/m2℃, 選擇性涂層4-5w/m2℃,主要熱損失來(lái)源：夾層中的空氣,真空管：切斷集熱器與透明蓋板之間的導(dǎo)熱和對(duì)流換熱熱橋。,全玻璃真空管的構(gòu)造由內(nèi)玻璃管、太陽(yáng)選擇性吸收涂層、真空夾層、罩玻璃管、支承件（彈簧卡子）、吸氣劑等部分組成。,選擇性吸收涂層：氧化銅、

14、黑鎳、黑鉻、黑鋅、黑銅等太陽(yáng)選擇性吸收涂料,31,將涂有選擇性涂層的內(nèi)玻璃管封入罩玻璃內(nèi)，然后將內(nèi)外玻璃管之間抽成真空，形成真空度為0.05Pa的真空夾層，以減少由于空氣對(duì)流和傳導(dǎo)而引起的熱損失，這與熱水瓶的原理相似；,真空管在受熱后，原來(lái)被吸附在管壁上的微量氣體（主要是水蒸氣）會(huì)釋放出來(lái)，影響真空度，吸氣劑和吸氣膜就是用來(lái)吸收這些被釋放出來(lái)的氣體，以保持集熱管內(nèi)的高真空。,32,（三）聚焦型集熱器,優(yōu)點(diǎn)：增大能量密度；減小散熱損失；提

15、高載熱介質(zhì)溫度缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，多數(shù)不能吸收漫射輻射 分類(lèi) ：按聚光的方法：反射聚光和折射聚光按焦像的形狀：點(diǎn)聚光、線聚光聚焦型集熱器的組成①聚光器；②接收器；③跟蹤系統(tǒng),33,中心接收定日鏡陣聚光系統(tǒng),主要用于大功率的熱發(fā)電系統(tǒng) 聚光比高，可達(dá)100～1000；可以達(dá)到較高的吸熱介質(zhì)溫度，通常在500℃以上。定日鏡的控制精度要求高，難度大定日鏡的制作成本高,Power tower in Barstow,

16、California.,34,二 太陽(yáng)能熱水器累計(jì)6500萬(wàn)平方米，年生產(chǎn)能力1500萬(wàn)平方米。生產(chǎn)量和使用量均為世界第一產(chǎn)業(yè)體系較完整,35,1悶曬式：所謂悶曬熱水器就是集熱器和水箱合二為一，冷熱水的循環(huán)和流動(dòng)加熱過(guò)程是在水箱內(nèi)部進(jìn)行。經(jīng)過(guò)一天的自然循環(huán)，將水加熱到供用的溫度。悶曬太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于推廣和使用。缺點(diǎn)是保溫效果差，熱量損失比較大，所獲得的熱水只能在當(dāng)天晚上上半夜以前使用。,36,特點(diǎn):

17、熱損失低于1W/m2℃,易結(jié)水垢,可以用于寒冷季節(jié)和地區(qū).應(yīng)用:生活熱水,除濕,干燥,空調(diào),制冷,暖房種植,養(yǎng)殖和海水淡化等方面.,2、全玻璃真空管熱水器,37,1) 玻璃: 要求:承壓,溫差熱應(yīng)力,一般是高硼硅玻璃,中國(guó)最早是80年代初期由美籍華人貝聿昆送給一些研究所，然后由沈陽(yáng)玻璃計(jì)器廠試制成功的,2) 玻璃管,長(zhǎng)度:初期1.2m，現(xiàn)在有1.5-1.8m,內(nèi)外管間距離:只要內(nèi)外壁不接觸,0.2mm即可,管間距離:不可密排,要

18、留有間隙,38,3、熱管式真空管熱水器,工作原理:熱管強(qiáng)化傳熱,優(yōu)點(diǎn):傳熱效率高,抗凍,無(wú)結(jié)垢問(wèn)題,安裝角度要大于10度,日平均熱效率50-56%,39,4 新型平板熱水器,原理,特點(diǎn),1) 平板熱水器更安全,使用壽命長(zhǎng),真空玻璃管容易破裂，存在安全隱患,2) 從能源利用角度看，平板遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于太陽(yáng)能，在技術(shù)成熟的條件下，目前真空管的熱效率最高只有45%左右，而平板熱效率至少在50%以上，極端條件可達(dá)到80%。3) 容易結(jié)垢,不好清理。

19、 4) 對(duì)水質(zhì)要求高,腐蝕容易漏水,40,三、太陽(yáng)房,主動(dòng)式,被動(dòng)式,,用泵將太陽(yáng)能加熱過(guò)的空氣或者水送入室內(nèi)達(dá)到加熱的目的。,全靠太陽(yáng)能采暖不需要其它輔助能源。,1、被動(dòng)式太陽(yáng)房,1）直接受益式,晝夜溫差較大要求墻體的隔熱性能好,41,2）Trombe墻（集熱蓄熱墻）,42,1、太陽(yáng)能干燥的優(yōu)點(diǎn),1）節(jié)約燃料2）干凈衛(wèi)生3）提高產(chǎn)品質(zhì)量,2、太陽(yáng)能干燥的適用范圍,：干燥溫度在60度以下，更高溫度需要集熱器型干燥系統(tǒng)。,3、

20、太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)的基本組成：,1）干燥室2）集熱器3）通風(fēng)設(shè)備4）輔助加熱設(shè)備,四、太陽(yáng)能干燥,43,例303m2太陽(yáng)能果脯干燥系統(tǒng),4、太陽(yáng)能干燥的類(lèi)型,1）溫室型太陽(yáng)能干燥器,44,2）集熱器型太陽(yáng)能干燥器,空氣作為傳熱介質(zhì),分為直接型（空氣自然對(duì)流）和間接型（強(qiáng)迫對(duì)流）,45,2）混合式（溫室型與集熱器結(jié)合）,自然對(duì)流：鹽梯度太陽(yáng)池-集熱器復(fù)合型太陽(yáng)能干燥系統(tǒng),46,1872年世界上第一座太陽(yáng)能蒸餾器在智利誕生了，利用太陽(yáng)能

21、進(jìn)行海水淡化，日產(chǎn)淡水17．7噸，一直工作到1910年。,1）池式太陽(yáng)能蒸餾,五、太陽(yáng)能海水淡化,47,2）幾種太陽(yáng)能淡化的例子,48,充氣式太陽(yáng)能蒸餾器,——《漂流：迷失大海76天》,49,吸收式制冷工作原理,利用兩種流體的濃度差和溫度差產(chǎn)生的飽和蒸汽壓差而引起的吸收和蒸發(fā)作用。,六、太陽(yáng)能吸收式制冷,50,太陽(yáng)池是一種人造鹽水池，利用具有一定濃度梯度的鹽水作為集熱器和貯熱器的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)。特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，適合于大規(guī)模推

22、廣。應(yīng)用領(lǐng)域：民用采暖、空調(diào)，工業(yè)供熱，發(fā)電。,七、鹽梯度太陽(yáng)池,51,優(yōu)點(diǎn)可再生吸收并儲(chǔ)存太陽(yáng)能對(duì)環(huán)境無(wú)污染,缺點(diǎn)對(duì)地理?xiàng)l件要求較高用鹽量大，溫度較低許多技術(shù)仍然處于 R & D,基本原理,52,美國(guó)德州太陽(yáng)池The El Paso Solar Pond project is a research, development, and demonstration project initiated by the

23、 University of Texas in 1983.,53,八 太陽(yáng)能發(fā)電★太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方法。一種是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能，然后按常規(guī)方式發(fā)電，稱(chēng)為太陽(yáng)能熱發(fā)電。另一種是通過(guò)光電器件利用光生伏打原理將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能，稱(chēng)為太陽(yáng)能光伏發(fā)電。,54,1.太陽(yáng)能熱發(fā)電太陽(yáng)能熱發(fā)電也叫做太陽(yáng)能聚光發(fā)電，是將太陽(yáng)輻射從面積上濃縮產(chǎn)生高溫發(fā)電的裝置。由于太陽(yáng)光聚集后可以產(chǎn)生高溫，因此該技術(shù)用于與熱發(fā)電機(jī)相連來(lái)構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)。太

24、陽(yáng)能聚光技術(shù)最早可以追溯到140年前, 科學(xué)家1882年在法國(guó)所做的研究工作。在上世紀(jì)80年代，由于70年代的石油危機(jī)，太陽(yáng)能熱發(fā)電得到了重視，一批大規(guī)模的太陽(yáng)聚光器在世界各國(guó)安裝。,55,56,當(dāng)前太陽(yáng)能熱發(fā)電按照太陽(yáng)能采集方式可劃分為：（1）太陽(yáng)能塔式發(fā)電；（2）太陽(yáng)能槽式發(fā)電；（3）太陽(yáng)能碟式發(fā)電；,57,太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù),碟式系統(tǒng)是利用由旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡將太陽(yáng)光聚焦到焦點(diǎn)上，加熱位于焦點(diǎn)處接收器內(nèi)的傳熱工質(zhì)至較高溫度以驅(qū)動(dòng)

25、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。,槽式系統(tǒng)是利用拋物柱面槽式反射鏡將陽(yáng)光聚焦到管狀的接收器上，并將管內(nèi)傳熱工質(zhì)加熱，在換熱器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)常規(guī)汽輪機(jī)發(fā)電。,,,,,,塔式,,,,,,,,,槽式,,,,,,碟式,,,,塔式系統(tǒng)是利用定日鏡將陽(yáng)光聚焦到塔頂?shù)奈鼰崞魃?。通過(guò)集熱器將輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，然后通過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。,58,（1）塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電原理塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)也稱(chēng)集中型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。它是利用眾多的平面反射鏡陣列，將太陽(yáng)輻射反射到

26、置于高塔頂部的太陽(yáng)能接收器上，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，從而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站系統(tǒng)主要由4部分構(gòu)成：聚光裝置、集熱裝置、蓄熱裝置和汽輪發(fā)電裝置。,59,（1）塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電熱電站,電站總效率可以達(dá)到15%以上。改進(jìn)的系統(tǒng)總發(fā)電效率可以達(dá)到25%～28%,60,61,62,THEMIS,法國(guó),1983,EURELIOS,意大利,1981,SSPS-CRS,西班牙,1981年,Solar on

27、e,美國(guó),1982,80年代的塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站,,63,目前已商業(yè)化的塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站,PS20 ,西班牙,2009,PS10,西班牙,2007,,64,(2) 槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電原理：這種集熱方式是橫向線性，使用柱面集熱器，被加熱工質(zhì)沿聚焦線流動(dòng)，比塔式的定日鏡聚焦簡(jiǎn)便，不要建高塔，以平面裝置，一般直接用水做工質(zhì)，水在集熱器中受熱后進(jìn)入過(guò)熱器，由過(guò)熱器產(chǎn)生蒸汽送入汽輪機(jī)，即可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。,65,66,67,68,(3) 碟式

28、發(fā)電原理：該太陽(yáng)能發(fā)電裝置主要采用碟形聚光器，并在聚焦面上安裝外熱式斯特林發(fā)電機(jī)組。碟形聚光器自動(dòng)調(diào)整方向捕捉陽(yáng)光，將陽(yáng)光導(dǎo)向一臺(tái)接收器，然后將熱能轉(zhuǎn)入一個(gè)充滿氫氣的發(fā)動(dòng)機(jī),隨著氫氣的受熱和冷卻，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力 也隨之改變，從而驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力,發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。,69,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣體是循環(huán)加熱的（通過(guò)酒精燈）并且膨脹推動(dòng)動(dòng)力活塞（圖中藍(lán)色）向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)力活塞運(yùn)動(dòng)到最右邊時(shí)，黃色連桿迫使松配合的紅色活塞（在機(jī)器左半邊內(nèi)

29、）將氣體擠壓到機(jī)器較冷的一邊。在較冷一邊的氣體將熱量散失到外界并且收縮，并把藍(lán)色活塞拉向左邊。氣體在此轉(zhuǎn)移，被擠壓回發(fā)動(dòng)機(jī)的較熱區(qū)域，如此循環(huán)往復(fù)。,70,71,,,72,,73,74,75,太陽(yáng)能電池的發(fā)電原理是基于光伏效應(yīng)(Photovoltaic Effect)由太陽(yáng)光與材料相互作用而產(chǎn)生電勢(shì)。,2. 太陽(yáng)能電池,76,2.太陽(yáng)能電池,定義：太陽(yáng)能電池，又稱(chēng)光伏器件，是一種利用光生伏特效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿钠骷?。它是?/p>

30、陽(yáng)能光伏發(fā)電的基礎(chǔ)和核心。,77,太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu),78,太陽(yáng)能電池利用原理,太陽(yáng)能電池發(fā)電的原理主要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，一般的半導(dǎo)體主要結(jié)構(gòu)如下： 　　 圖中，正電荷表示硅原子， 負(fù)電荷表示圍繞在硅原子

31、 旁邊的四個(gè)電子。,79,晶體中摻入其他的雜質(zhì)，如硼、磷等，當(dāng)摻入硼時(shí)，硅晶體中就會(huì)存在著一個(gè)空穴，它的形成可以參照下圖：,80,同樣，摻入磷原子以后，因?yàn)榱自佑形鍌€(gè)電子，所以就會(huì)有一個(gè)電子變得非?；钴S，形成N（negative）型半導(dǎo)體。黃色的為磷原子核，紅色的為多余的電子。如下圖。,81,太陽(yáng)能電池發(fā)電原理,82,太陽(yáng)能電池的

32、種類(lèi),無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體硅 (單晶、多晶、非晶、復(fù)合型等）化合物半導(dǎo)體（GaAs、CuInSe2、CdTe、InP等）有機(jī)太陽(yáng)能電池有機(jī)半導(dǎo)體（酞菁鋅、聚苯胺、聚對(duì)苯乙炔等）光化學(xué)太陽(yáng)能電池（納米TiO2等）,83,無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池,工作原理,當(dāng)太陽(yáng)能電池受到陽(yáng)光照射時(shí)，光與半導(dǎo)體相互作用可以產(chǎn)生光生載流子，所產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)靠半導(dǎo)體內(nèi)形成的勢(shì)壘分開(kāi)到兩極，正負(fù)電荷分別被上下電極收集。由電荷聚集所形成的電流通過(guò)金屬導(dǎo)線流向電

33、負(fù)載。,84,有機(jī)太陽(yáng)能電池,工作原理: 有機(jī)半導(dǎo)體產(chǎn)生的電子和空穴束縛在激子(excitons)之中,電子和空穴在界面(電極和導(dǎo)電聚合物的結(jié)合處)上分離。 研究進(jìn)展: 美國(guó)加州伯克利分?？茖W(xué)家在2002年利用塑料納米技術(shù)研制出第一代塑料太陽(yáng)能電池，可以安裝在一系列便攜式設(shè)備及可穿戴式電子設(shè)備上。提供0．7V的電壓。

34、特點(diǎn)：價(jià)格低、易成型，通過(guò)化學(xué)修飾調(diào)控性能。,85,色素敏化光化學(xué)太陽(yáng)能電池（DSSCs）,陽(yáng)極：染料敏化半導(dǎo)體薄膜 TiO2、染料 陰極：鍍鉑的導(dǎo)電玻璃電解質(zhì)：I3-/I-,86,太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝,,,,,,,,,,導(dǎo)電玻璃 膜切割 清洗

35、 檢測(cè) 鍍鋁電極 沉積PN結(jié)老化 檢測(cè) 封裝 成品檢測(cè),87,3.太陽(yáng)能煙囪發(fā)電,太陽(yáng)能煙囪發(fā)電技術(shù)是通過(guò)集熱棚吸取太陽(yáng)熱能使棚內(nèi)空氣溫度升高，根據(jù)煙囪的原理，在煙囪內(nèi)將形成強(qiáng)大的氣流，利用這股氣流形成的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。,88,太陽(yáng)能煙囪式熱風(fēng)熱力發(fā)電技術(shù),基本原理：利用太陽(yáng)能集熱棚加熱空氣以及煙囪產(chǎn)生上曳氣流效應(yīng)，