課程回顧完整版本

課程回顧主要內(nèi)容：第一章：緒論第二章：光伏電池及其特性第三章：光伏陣列設(shè)計(jì)和應(yīng)用第四章：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)第五章：薄膜太陽能電池專題第六章：蓄電池的充放電過程與控制理論第七章：半導(dǎo)體中的貴族-砷化鎵第八章：中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況第一章：能源危機(jī)能源種類世界中國太陽能無窮大無窮大石油約42年約12年天然氣約60年約26年煤約122年約80年鈾約66年約50年第一章：溫室效應(yīng)中國的能源危機(jī)1.人均資源占有量少；2.能源的終端利用效率約為32～33％（發(fā)達(dá)國家＞42%）；我國每萬元國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值（GDP）的能耗是日本的6倍，是美國的3倍，是韓國的4.5倍。第二章：光伏電池及其特性1.PrincipleofSolarCells2.硅型光伏電池的電特性3.光伏電池的外特性4.光伏電池性能的檢測(cè)5.光伏電池的結(jié)構(gòu)和分類1.導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體

Eg

≥5eV絕緣體

Eg

≤3eV半導(dǎo)體2.本征半導(dǎo)體與本征激發(fā)完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱為本征半導(dǎo)體。Si284Ge28184在室溫或光照下價(jià)電子獲得足夠能量擺脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子，并在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位的過程。+43.摻雜半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。SiPSiSiN型半導(dǎo)體SiSiSiBP型半導(dǎo)體4.PN結(jié)的形成濃度差使多子產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)當(dāng)參與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的多子數(shù)目和參與漂移運(yùn)動(dòng)的少子數(shù)目相同時(shí)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，就形成了PN結(jié)。內(nèi)電場(chǎng)使少子產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)

采用不同的摻雜工藝，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一硅片上，在它們的交界面處就會(huì)形成PN結(jié)。5.PN結(jié)的正向偏置與反向偏置內(nèi)電場(chǎng)減弱，使擴(kuò)散加強(qiáng)，擴(kuò)散飄移，形成正向電流，PN結(jié)導(dǎo)通正向電流內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，抑制擴(kuò)散、加劇漂移，形成反向電流，也稱漂移電流，因?yàn)槠齐娏魇怯缮僮舆\(yùn)動(dòng)引起的，而其數(shù)目極少，因此漂移電流很小，?？珊雎圆挥?jì)，認(rèn)為PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。6.光伏電池的溫度特性與光照特性7.光伏電池的輸出功率Pm=FF×Isc×Uoc太陽能光伏電池第一代光伏電池第二代光伏電池第三代光伏電池第三章：光伏陣列的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1.太陽能光譜分析1.其中，可見光波段占43%2.紅外光波段占48.3%3.紫外光波段占8.7%2.大氣質(zhì)量（AM）的計(jì)算天頂角（θz）——太陽光線與海平面法線的夾角；太陽高度角（α）——太陽光線與海平面的夾角。θz

+α=90°AM=secθz

=1/sinα3.太陽高度角（α）的計(jì)算sinα=sinφ

sinδ

+cosφ

cosδ

cosθhφ

—觀察點(diǎn)的緯度

δ—太陽赤緯度

θh—太陽時(shí)角4.太陽角在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用a.光伏陣列最佳傾斜角β的計(jì)算：為了使陣列獲得最大限度的太陽能，最佳傾斜角β應(yīng)滿足正午時(shí)刻的太陽光垂直射入采光面。βαα+β=90°5.光伏陣列的基本組合單體-Cell組件-Module方陣-ArrayOnecellproducesabout0.5VMultiplecells(about30-36)makeamoduleandseveralmodulesmakeanarray(panel)第四章：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題：1.熱斑效應(yīng)2.旁路二極管3.發(fā)光二級(jí)管據(jù)國外權(quán)威統(tǒng)計(jì)，熱斑效應(yīng)使太陽電池組件的實(shí)際使用壽命至少減少10%。第五章：薄膜太陽能電池專題1.薄膜太陽能的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)該對(duì)昂貴的半導(dǎo)體材料的消耗要少1%~10%（材料消耗少）應(yīng)該非常適合高度自動(dòng)化的生產(chǎn)過程（工藝成本低）應(yīng)該在產(chǎn)品達(dá)到生命周期后可以回收再用（額外收益大）2.最具廣泛應(yīng)用潛力的三種薄膜材料非晶SiCIGS（CuInGaSe）碲化鎘（CdTe）第六章：光伏儲(chǔ)能及其充放電模式1.電動(dòng)勢(shì)的建立蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是正、負(fù)極浸入電解液后產(chǎn)生的。反應(yīng)過程如圖所示：（a）負(fù)極板：鉛溶于電解液中，失電子生成Pb2+Pb→Pb2++2e

電子留在負(fù)極板上，和Pb2+吸引，使負(fù)極具有負(fù)電位，為-0.1V。(b)正極板：PbO2溶于電解液中：

PbO2+2H2O→Pb(OH)4

Pb(OH)4→Pb4++4OH-

OH-留在電解液中，Pb4+

沉附在正極表面,使正極板有+2.0V。靜止電動(dòng)勢(shì)為：E=2.0－(－0.1)=2.1V2.放電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)正極板：

Pb4++2e→Pb2+

Pb2++SO42-→PbSO4

負(fù)極板：

Pb-2e→Pb2+Pb2++SO42-→PbSO4蓄電池放電終了特征：（1）單格電池電壓降到終止電壓；（2）電解液密度下降到最小許可值3.充電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)1.H2O→2H++OH-2.正負(fù)極板PbSO4→Pb2++SO42-正極：Pb2+-2e→Pb4+Pb4++4OH-→Pb（OH）4→PbO2+2H2O負(fù)極：Pb2++2e→Pb同時(shí)，電解質(zhì)溶液中：2H++SO42-→H2SO44.鋰離子電池的工作原理5.LiFePO4（磷酸鐵鋰）1.1997年提出；2.目前最炙手可熱的正極材料。第七章：半導(dǎo)體中的貴族-砷化鎵Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體2.半導(dǎo)體的分類1.硅（Si）、鍺（Ge）等元素半導(dǎo)體——第一代半導(dǎo)體；2.砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、磷化鎵（GaP）、砷化銦（InAs）、氮化鋁（AlN）及其合金——第二代半導(dǎo)體；3.將寬禁帶（Eg＞2.3ev）的氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、硒化鋅（ZnSe）、氧化鋅（ZnO）甚至金剛石等

——第三代半導(dǎo)體。第八章：中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況1.中國的核能發(fā)電現(xiàn)狀與政策2.中國太陽能發(fā)電的現(xiàn)狀與展望1.中國的核能發(fā)電2.太陽能發(fā)電1.太陽能熱發(fā)電——92.4%（ConcentratingSolarPower，簡(jiǎn)稱CSP）按溫度可分為中低溫+高溫

中低溫：太陽能熱水器、太陽能制冷供暖、太陽能海水淡化等

高溫：太陽能熱發(fā)電、太陽能熱化學(xué)制燃料2.太陽能光伏發(fā)電——7.6%（Solarphotovoltaics，簡(jiǎn)稱PV)3.太陽能熱發(fā)電4.太陽熱發(fā)電與光伏發(fā)電5.中國光伏市場(chǎng)的癥結(jié)1.我國的光伏產(chǎn)業(yè)始終受到“兩頭在外”的雙重制約。2007年國內(nèi)太陽能多晶硅需求達(dá)1.2萬噸左右，而2007年國內(nèi)太陽能多晶硅產(chǎn)量不足1000噸。原料自給率不足10%。同時(shí)，2007年生產(chǎn)電池1180MW中，出口達(dá)了1000MW，比例超過90%。2.同時(shí)，我國的光伏產(chǎn)業(yè)需求相對(duì)增長(zhǎng)較慢，造成了我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展出現(xiàn)極大的不平衡。2007年我國累計(jì)裝機(jī)容量?jī)H有100兆瓦，不足全球的1%。2008年，我國當(dāng)年新增光伏裝機(jī)40MW，國內(nèi)需求量?jī)H占當(dāng)年產(chǎn)能的2%，比例與07年基本持平。98%的光伏產(chǎn)品靠出口，使得我國的光伏產(chǎn)業(yè)過度依賴海外市場(chǎng)。3.目前太陽能產(chǎn)業(yè)最大的特點(diǎn)，在于原料依靠進(jìn)口，產(chǎn)品以出口為主，也即形成了兩頭在外的格局。論文題目：1.通過了解世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，思考：人類如何解決目前的能源危機(jī)？2.比較硅型光伏電池與薄膜光伏電池的優(yōu)劣，討論：光伏電池未來的發(fā)展方向？格式字體——宋體，小四，字?jǐn)?shù)——大于2500字“為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”

——錢學(xué)森錢學(xué)森之問TheNobelPrize中美學(xué)生對(duì)比