太阳雨特仪

爷爷王却没有勇气起早开始的有

uu他扣扣欧皇太阳雨哦哦哦哦i一天了

昨天下午，太阳底下下了一场暴雨，特别是后一分钟雨老大了。请大家欣赏大自然的精彩表演：

http://i3.sinaimg.cn/IT/2011/0210/U5385P2DT20110210072538.jpg科学家们希望此次新获取的立体图像将有助于他们更好的理解太阳的运作方式http://i0.sinaimg.cn/IT/2011/0210/U5385P2DT20110210072553.jpg两艘飞船，相距180度。它们搭档获取了太阳迄今最精细完整的立体图像http://i3.sinaimg.cn/IT/2011/0210/U5385P2DT20110210072606.jpg同时对太阳正面和背面进行详尽光观测有助于实现更高精度的空间天气预报，并为未来的自动化或载人的太阳系探测计划提供更好的保障。http://i3.sinaimg.cn/IT/2011/0210/U5385P2DT20110210072624.jpgSTEREO探测器运行示意图　　北京时间2月10日消息，据英国《每日邮报》报道，美国宇航局的探测器已经成功绘制首张太阳的完整立体3D图像。该局所属“日地关系观测台”(Solar Terrestrial Relations Observatory-STEREO)由两颗相距180度的探测器组成，部署于太阳两侧，一颗总在地球前进方向的前方，另一颗总在后方，并以此获取太阳的3D立体图像。　　同时对太阳正面和背面进行详尽光观测有助于实现更高精度的空间天气预报，并为未来的自动化或载人的太阳系探测计划提供更好的保障。　　STEREO探测器于2006年10月发射升空，其主要任务是对日地之间的物质和能量流进行监控。　　同时，这也将提供有关日-地关系的独特而具有革命性的视角和观点。2007年，这一探测器系统首次实现对太阳的3-D观测。2009年，这一系统首次获取了“日冕物质抛射”(CME)的立体观测数据。这种剧烈的日面现象将导致严重后果，包括通讯中断，导航信号干扰以及卫星和电网的损毁。　　STEREO探测器搭载的成像和粒子探测设备的设计和建造高度国际化，参与进来的国家包括美国、英国、法国、德国、比利时、荷兰以及瑞士。克里斯·戴维斯博士(Chris Davis)是该项目的科学家，他认为STEREO探测器已经为我们带来了一些令人震撼的图像，包括太阳的粒子爆发，以及在太阳风中苦苦挣扎的彗星。他说：“对于这一崭新的阶段，我感到非常高兴，我非常期待看到未来几年内有更多新的观测成果出现。”　　而在一次接受英国《卫报》记者采访时，英国卢瑟福实验室(Rutherford Appleton Lab)的科学家，搭载在STEREO探测器上的英国建造的相机的首席科学家理查德·哈里森(Richard Harrison)表示：“太阳远不是一般人想象的那样，是一个平静的黄色圆球。它很复杂，因此获取其立体图像对于理解其运作原理至关重要。你不能指望盯着太阳的一小块区域，然后尝试去理解太阳如何运作，甚至比你化验大脑的一部分，并试图了解其工作原理还要艰难。你需要一个更大，更全面的视野。

太阳模拟器作为光源，在某种意义上说，可以等同于太阳光源，可以模拟太阳光照射。太阳模拟器广泛应用于太阳能电池特性测试，光电材料特性测试，生物化学相关测试，光学催化降解加速研究，皮肤化妆用品检测，环境研究等。 随着太阳能光伏产业的蓬勃发展，太阳能模拟器的光谱匹配性能测试也越趋重要。针对大多数采用脉冲氙灯作为光源的设备，最理想的测试状态是采集一个脉冲周期内不同时间点的绝对辐射光谱，进而判断该太阳能模拟器的光谱等级。目前采用微小型的光纤光谱技术是实现太阳能模拟器光谱测量最简单可靠的方法。设备和方法 1、稳态光谱采集 根据IEC60694-9标准要求，太阳模拟器有效光谱范围是400-1100nm，这就需要光谱测试设备可同时采集到400-1100nm范围的绝对光谱数据，并且在整个波段范围内都具有较高的信噪比，以保证测试数据的可靠性。荷兰Avantes公司的AvaSolar光纤光谱仪，采用高信噪比的薄型背照式CCD探测器，其在200-1100nm均具有良好的光谱响应，以确保得到高质量的光谱数据。同时该套系统出厂时就进行了NIST可溯源的绝对辐射标定，可直接得到稳态的模拟器的辐照度光谱信息。 2、 瞬态光谱采集 基于AvaSolar光谱仪特有的快速采集功能，也可应用在瞬态模拟器的光谱检测中。AvaSolar最多可实现每秒钟450幅光谱的采集，不管模拟器的工作模式是单次脉冲、多次频闪，无论脉冲弛豫时间是小到2ms，还是较长的6s，AvaSolar系统均可得到真实可靠的辐照度数据。 3、光谱匹配度太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个指定光谱范围内强度积分的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内，这也正是衡量太阳模拟器等级的一项标准。对于A类太阳模拟器，光谱匹配度必须在75% - 125%之间。Ideal Spectral Match Defined by IEC StandardsSpectral MatchSpectral Range (nm) Ideal %400 - 500 18.4500 - 600 19.9600 - 700 18.4700 - 800 14.9800 - 900 12.5900 - 1100 15.9 利用AvaSoft-Solar软件特有的能量积分功能，可得到不同光谱范围内的辐照度总和（单位：µW/cm2），从而帮助判断该太阳能模拟器的光谱等级。如下图所示，同时对上述6个指定光谱范围的辐照强度进行能量积分计算。 4、 模拟器等级判断 AvaSoft-Solar软件可按照IEC60694-9标准上所述要求，根据测试得到的模拟器辐照度光谱数据直接给出模拟器的等级，可给出不同波段范围内的匹配度，以帮助用户更好的判断模拟器的性能。 5、 扩展功能 ⑴紫外老化仪光谱测量 对于设有可靠性试验室的用户来说，紫外老化也是检测光伏产品性能必不可少的环节，这也就需要针对紫外老化仪的光谱及辐照度进行有效的检测。由于AvaSolar主机可覆盖200-1100nm的光谱范围，因此AvaSolar该套系统可以直接用来进行紫外老化仪的光谱检测。 ⑵光伏组件玻璃板透过率测量 AvaSolar光谱仪不但可进行绝对辐照光谱的检测，同时可对光伏组件厂所用的大面积玻璃进行透过率的测量。仅需要在原有AvaSolar系统的基础上额外配置照射光源、积分球及光纤即可。对于工业用大尺寸的玻璃的透过率的检测，需要用户根据不同的现场测试要求自行设计积分

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美国业余天文学家发现新星球 拥有四个“太阳”http://www.people.com.cn/mediafile/pic/20121017/46/11169897264431318070.jpgPH1和四颗恒星形成的系统示意图(网页截图)　　美国“行星猎人”网站招募的两名业余天文学家日前发现了一颗伴随四颗恒星运行的行星。也就是说，这个新发现的星球拥有四个“太阳”。　　据悉，此前科学家们只发现过拥有两个“太阳”的星球。　　这颗新发现的行星被命名为PH1，它是一颗气态行星，半径是地球的6倍，质量则是木星的一半。这颗行星围绕一对“紧密相拥”的恒星运行，其中一颗恒星体积约是太阳的1.5倍，而另一颗则不到太阳的一半大。更远处，还有另外两颗恒星则围绕着中心的双恒星运转。这个星系距离地球有5000光年远。　　发现PH1的两名业余天文学家分别来自美国旧金山和亚利桑那州，他们都是“行星猎人”网站“行星猎人计划”的参与者，该计划旨在征募业余科学家帮忙处理美国宇航局开普勒太空望远镜的观测数据。

万物生长靠太阳，人类生存自然也离不开太阳。我们生火煮饭的柴草来自太阳，水力发电来自太阳，汽车里燃烧的汽油来自太阳……实际上，迄今为止，除了核能以外，我们使用的所有能源几乎都来自太阳。太阳像所有的恒星一样进行着简单的热核聚变，向外无休止地辐射着能量。我们现今所使用的能源，有些直接来自太阳，有些是太阳能转化的能源，像水能、风能、生物能，有些是早期由太阳能转化来的一直储存在地球上的能源，像煤炭、石油这样的化石燃料。人类社会发展到今天，仅靠太阳给予的可用能源已经不够用了。人类能源消耗快速增加，水能的开发几近到达极限，风能、太阳能无法形成规模。我们今天使用的主要能源是化石燃料，再有100多年即将用尽。人们还抱怨化石燃料对大气造成了污染，增加了温室气体。要知道它们是太阳和地球用了上亿年才形成的，但只够人类使用三四百年，而且它们是不可再生的。另外，煤炭、石油等是人类重要的自然资源，作为燃料烧掉是非常可惜的。人们无不担心，煤和石油烧完了，而其他能源又接替不上该怎么办？能源危机开始困扰着人类，人们一直在寻找各种可能的未来能源，以维持人类社会的持续发展。

这是猜谜语？抑或脑筋急转弯？No!No!这是成都铁路局贵阳客运段上错误百出的中英文对照标牌中的举例。 据《成都商报》罗列网友归纳的经典翻译如下：1） 抛扔———扔了又扔to throw（扔） to throw（扔）2） 贵阳———昂贵的太阳the expensive（昂贵的） sun（太阳）3） 投诉———投掷了来告诉throws(投掷) to tell（告诉）4） 警风———警察的微风police（警察）breeze（微风）特别建议：将此内容作为明年春晚语言类节目的重点包袱。版权归相关的铁路部门所有！

美科学家称“航行者1号”飞船可能已离开太阳系http://www.people.com.cn/mediafile/pic/20121010/93/11233063048516454297.jpg“旅行者1号”飞船　　“旅行者1号”在运行35年后，可能已首次离开太阳系　　据外媒报道，美国航空航天局(NASA)科学家9日早晨表示，最新迹象显示“旅行者1号”飞船(Voyager 1)很可能已经飞出太阳系而进入银河系，成为人类历史上首艘逃逸太阳系、探索于遥远恒星之间的人造飞船。　　此说法一经证实，将标志着太空探索历史上的重大历史时刻，预示着星际探索新时代的到来。　　最新迹象　　飞船在太阳系边缘　　报道称，NASA官方尚未证实这一太空探索领域里的重要成就，但是观察家们称，从飞船上传回的最新数据证明“旅行者1号”飞船已经实现这个历史里程碑。　　NASA科学家们此前表示，核实“旅行者1号”已飞出太阳系的边缘只需要关注3件事：来自太阳系以外的高能量宇宙射线增多；来自太阳的带电粒子的能量水平降低；飞船上磁场方向变化。　　在过去几个月中，“旅行者1号”已被发现前两点现象，剩下的唯一一个问题就是磁场方向是否改变，这方面数据尚不清晰。得克萨斯州A&M大学的天文学家尼克称，尽管磁力数据尚不明确，但是很显然，“旅行者1号”在太阳系边缘穿越了一个巨大的障碍物。　　此前，“旅行者1号”已经在人类从未涉足的太空领域飞行，而且很明显，它早已十分接近太阳系与星际太空的边界。这个区域有大量来自太阳的带电粒子流，十分炙热且充满湍流。而科学家们认为，“旅行者1号”现在已经冲出这个区域，来到银河系的边缘，遨游于不同恒星之间的宇宙空间了。　　古董飞船　　35年后仍正常运行　　1977年，NASA的“旅行者1号”及“旅行者2号”飞船首次发射升空飞离地球时，没有人知道它们到底会在太空生存多久。而现在，它们已成为人类宇航史上运行时间最长、飞行得最遥远的航天器，远离地球上百亿公里，并且在不同的方向飞行。　　尽管它们现已成为早期太空时代的“老古董”，“旅行者号”仍然正常地运行着，而且这对孪生兄弟仅有区区68KB的计算机内存。另外，“旅行者号”飞船还携带了8轨磁带录音机，而今天的航天器则已经采用数码存储了。　　这种大小仅相当于一辆微型汽车的核动力航天器目前仍然拥有5台运行正常的仪器可用来研究太空中的磁场等。它们还携带着包含多种语言问候、音乐和图片的镀金光盘，以便万一遇到外星智慧生命时可派上用场。　　新闻链接　　“旅行者号”飞船　　本来，“旅行者号”飞船最初的目标是探测木星和土星，而且它们传送回了许多印有木星大红色斑点及土星耀眼光环的图像。“旅行者号”也不停发送回来大量的新发现：诸如，木星卫星木卫一上的火山喷发，另一木星卫星木卫二冰面下呈现的海洋迹象，以及土星卫星土卫六上甲烷雨现象等等。　　随后，“旅行者2号”继续向天王星和海王星航行，是迄今为止唯一从这两个外行星身边擦身飞过的航天器；而“旅行者1号”则利用土星的引力场把自己像弹丸般地弹射到太阳系的边缘。

2013年03月16日 来源： 腾讯科学讯 作者： Everett/编译 腾讯科学讯（Everett/编译）据国外媒体报道，一组天文学家发现了太阳风的未知能量源，当前的太阳动力学研究显示，太阳风是一类高速运动的带电粒子流，可从太阳的两极和赤道区域释放出，美国宇航局的探测器监测显示，太阳风的速度为每秒500公里，科学家通过近十年的观测，获得了太阳风能量起源之谜的解释。这一发现使得科学家们试图解释困扰近十多年的太阳风之谜，是何种机制在对太阳风加热和加速呢？来自太阳外层大气的等离子体摆脱了太阳，向四周释放。 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130316/0022fa99dc6c12aed31b09.jpg科学家发现太阳风离开太阳表面后可进一步加速至每秒500公里，其能量来源一直是个未知数 研究人员认为这就像我们在炉子上烧开水，在水沸腾的时候可形成蒸汽，而太阳正是一个巨大的“沸腾炉”。根据美国宇航局戈达德空间飞行中心科学家亚当·邵博介绍：“太阳风形成原理其实与厨房里的蒸汽类似，当蒸汽从锅里升起后会逐渐冷却，运动放缓。”然而，太阳风离开太阳表面后却一直在加速，穿过日冕等外层结构向周围的宇宙空间前进，数十年来，科学家正在寻找太阳风加速之谜，是何种机制对其进行能量补充。早在20世纪70和80年代，德国和美国研制的太阳神飞船通过观测发现了一些混合态的等离子体，磁流体波和湍流存在某种加热机制，推动太阳风前进。 哈佛-史密森天体物理中心科学家认为太阳风的加热源是离子回旋波，这是由围绕太阳磁场进行波浪式运动的质子流，对此，研究人员菲尔·伊森伯格的理论研究发现离子回旋波从太阳表面发出，被加热到数百万度和极高的速度。通过对太阳风的研究有助于我们研发光压飞船，将太阳光子携带的能量转化为驱动飞船前进的动力。当然，除了其能量源之谜外，太阳风还存在另一些奇特性质，比如重元素为何移动得更快，而且其温度比轻元素要高。 离子回旋理论认为重离子与离子回旋波之间存在共鸣，相比较于轻元素而言，可以获得更多的能量和热量目前，美国宇航局正计划向太阳发射一个新型太阳探测器，将于2018年发射，主要研究太阳的大气结构，在接近太阳表面大约700万公里的高度运行，需要承受住1400摄氏度的高温，具有较高的抗辐射水平。

盘点八大宇宙未解之谜 太阳系独特性难捉摸http://www.people.com.cn/mediafile/pic/20120604/36/11911792151170346604.jpg大多数科学家认为，约有四分之三的宇宙正在以暗物质和暗能量的形式消失，而这两者目前都没被直接观察到。上图是基于猜测而绘制出的暗物质3D影像。　　据英国《每日邮报》6月2日报道，美国《科学》杂志日前选出了八大宇宙未解之谜，科学家们承认，其中一些“可能永远也无法找到答案”。　　这八大未解之谜涵盖范围很广，从未被鉴定过的神秘暗物质到恒星爆炸的真相。根据享誉世界的《科学》杂志的表述，这八大宇宙未解之谜都是由顶尖的科学家从他们所钻研的领域中归纳出来的，科学家们甚至还分别为自己所提的谜团撰写了论文进行阐述。　　德国马克斯·普朗克研究院的天体物理学家希蒙·怀特表示：“部分谜题的产生是因为我们还没找到解决它们的线索。”来自《科学》杂志的罗伯特·孔茨称：“通过天文观测，每个未解之谜都有可能最终得到解决。”　　然而，另外一些科学精英认为，其中一些谜题不太可能会被解开。其中，最大的谜题就是关于暗物质，科学家们坦言，这个谜团可能永远也无法解开。

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“[url=http://baike.baidu.com/view/2929770.htm]未来能源[/url]结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年[url=http://baike.baidu.com/view/64741.htm]法国[/url][url=http://baike.baidu.com/view/25007.htm]工程师[/url]所罗门德考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的[url=http://baike.baidu.com/view/47475.htm]发动机[/url]算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。　　[b]第一阶段(1900~1920年)[/b]　　在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用[url=http://baike.baidu.com/view/2902726.htm]平板集热器[/url]和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出[url=http://baike.baidu.com/view/44147.htm]功率[/url]达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在[url=http://baike.baidu.com/view/4387.htm]埃及[/url][url=http://baike.baidu.com/view/19490.htm]开罗[/url]以南建成一台由5个抛物槽镜组成的[url=http://baike.baidu.com/view/874857.htm]太阳能水泵[/url]，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。　　[b]第二阶段（1920~1945年）[/b]　　在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生[url=http://baike.baidu.com/view/5338.htm]第二次世界大战[/url]（1935~1945年）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。　　[b]第三阶段（1945~1965年）[/b]　　在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少， 呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。 在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1945年，[url=http://baike.baidu.com/view/2398.htm]美国[/url][url=http://baike.baidu.com/view/4646.htm]贝尔[/url]实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1955年，[url=http://baike.baidu.com/view/7835.htm]以色列[/url]泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有： 1952年，法国国家研究中心在[url=http://baike.baidu.com/view/55382.htm]比利牛斯山[/url]东部建成一座功率为50kW的[url=http://baike.baidu.com/view/1301783.htm]太阳炉[/url]。1960年，在美国[url=http://baike.baidu.com/view/98953.htm]佛罗里达[/url]建成世界上第一套用平板集热器供热的氨——水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的[url=http://baike.baidu.com/view/117205.htm]斯特林发动机[/url]问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。[url=http://baike.baidu.com/view/346382.htm]太阳能吸收式空调[/url]的研究取得进展，建成一批实验性[url=http://baike.baidu.com/view/72329.htm]太阳房[/url]。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

[font=&]太阳能是指太阳的热辐射能，又被称为“太阳光线”。地球上自生命诞生以来。就主要依靠太阳提供的热辐射生存。而在化石燃料日趋减少情况下，面对能源的巨大需求和日趋严重的环境污染问题，太阳能是大自然赋予人类的一个取之不尽、用之不竭的能源宝库。太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足在一定光照条件下，瞬间就可以输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上可以称为太阳能光伏。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转换成电能的装置。[/font][font=&]目前占主导地位的太阳能电池主要以无机半导体材料构成，主要包括单晶硅、多晶硅和非晶硅无机太阳能电池。经过多年的发展，硅太阳能电池技术最为成熟，在大规模应用和工业化生成中占据主导地位。但是，提纯硅工艺复杂，成本高，造成在制造硅太阳能电池过程中能耗大、污染高等问题，同时制备工艺复杂且成产设备昂贵，限制其发展。高效的非晶硅薄膜无机太阳能电池包括硫化镉、碲化镉、砷化镓等多晶薄膜，但是由于镉、砷等元素有毒性，同时会造成严重环境污染，因而这类材料的发展也必然受限。有机太阳能电池，顾名思义，就是由有机材料构成核心部件的半导体材料替代无机材料，以光伏效应而产生电压形成电流，实现太阳能发电的效果。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8748.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]太阳能电池的广阔应用（网络图）[/font][/align][font=&]有机太阳能电池（OSCs）具有低成本、质量轻、超薄、柔性、易于大面积制备等诸多优点，在便携式、柔性电池、光伏建筑供能等领域具有广阔的应用前景。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8749.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]柔性透明电极与柔性有机太阳能电池的示意图（南开大学提供）[/font][/align][align=center][font=&][b]有机太阳能电池发展历程[/b][/font] [/align][font=&]1958年美国加州大学伯克利分校Kearns和Calvin将镁酞菁夹在两个功函不同的电极之间，检测到了200 mV的开路电压；表现出了光伏效应，成功制备出了第一个有机太阳能电池（Organic Solar Cells，简称OSCs），但是能量转换效率（Power Conversion Efficiency, 简称PCE）非常低。科学家们也一直在尝试不同的有机半导体材料，但是所得到的PCE都很低。直到1986年，柯达公司邓青云博士创造性制备双层异质结有机太阳能电池，以四羧基苝的一种衍生物（PV）作为受体，铜酞菁（CuPc）作为给体，制备双层活性层，其PEC1%。异质结的引入，就像是给有机太阳能电池注入新鲜血液一样，为其开辟了新的研究方向。有机太阳能电池也逐渐成为科学家的研究热点。[/font][align=center][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8750.png[/img][/align][align=center][font=&]邓青云教授[/font][/align][align=center][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8751.png[/img][/align][align=center][font=&]双层有机太阳能电池结构和PV、CuPc的化学结构[/font][/align][align=center][font=&]Appl. Phys. Lett., 1986, 48, 183-185[/font][/align][font=&]1992年，Sariciflci等人发现，激子在有机半导体材料和富勒烯的界面上可以快速实现电荷分离，并且激子分离成的电子和空穴在界面上不复合，从而更利于电荷的收集。次年他们首次将富勒烯作为活性层中的受体材料应用于有机太阳能电池器件中，并且取得较好的光伏器件能量转换效率。在很长一段时间内，富勒烯都成为有机太阳能电池的主要受体材料。1995年，诺贝尔化学奖得主Heeger等人首次提出体异质结结构（Bulk Heterojunction Structure）的有机太阳能电池，创造性将富勒烯衍生物（PCBM）和聚苯乙炔（MEH-PPV）溶液混合，并旋涂加工，获得具有三维互传网络结构的有机太阳能电池活性层，其PCE高达2.9%，自此，体异质结有机太阳能电池成为主流，并且进入快速发展期。2003年Sariciflci等人使用聚3-己基噻吩（P3HT）作为给体，富勒烯衍生物（PC61BM）为受体，制备体异质结有机太阳能电池，PCE达到3.5%。随着加工工艺的不断改善和提高，基于富勒烯衍生物作为受体材料的有机太阳能电池PCE已经超过10%。同时，性能优良的给受体有机半导体的不断被开发，PCE不断提高。中科院化学所李永舫院士、华南理工大学曹镛院士、中科院化学所侯剑辉研究员、北京大学占肖卫教授、南开大学陈永胜教授、香港科技大学颜河教授、中南大学邹应萍教授等国内外众多有机太阳能电池领域的科研团队的不懈努力以及卓越的科研工作，有机太阳能电池的PCE已经达到18%，取得巨大进展。[/font][align=center][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8752.png[/img][/align][font=&]另外，McGehee教授的研究报告表明，基于P3HT/PC70BM和PCDTBT/PC70BM体系的有机太阳能电池各项器件参数均表现出良好的稳定性，经过理论模拟，有机太阳能电池的的理论寿命可达7年以上。有机太阳能电池的高能量转化效率以及高稳定性，充分展现出其商业应用前景。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8753.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]有机太阳能电池工作4400 h之后的器件参数[/font][/align][align=center][font=&]Adv. Energy Mater. 2011, 1, 491–494[/font][/align][align=center][font=&][b]有机太阳能电池的器件参数[/b][/font] [/align][font=&]太阳能电池器件在光照条件下测试电流密度-电压（[i]J[/i]-[i]V[/i]）曲线，从中可以获得重要的输出特征参数：开路电压（[i]V[/i][sub]oc[/sub]）、短路电流（[i]J[/i]sc）、填充因子（[i]FF[/i]）以及能量转换效率（PCE）。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8754.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]太阳能电池的电流密度-电压（J-V）曲线[/font][/align][font=&]开路电压（[i]V[/i][sub]oc[/sub]）是指在没有电流回路（正负电极断路）时经过光照后器件产生的电压，即太阳能电池的最大输出电压，单位为V；开路电压由给体的HOMO能级和受体的LUMO能级的能级差决定。短路电流（[i]J[/i]sc）是指在外加电场为零时，受光照的器件在形成回路（正负电极短路）时所能产生的电流，即太阳能电池的最大输出电流；单位为A/cm[sup]2[/sup]或mA/cm[sup]2[/sup]。短路电流可根据[i]J[/i]-[i]V[/i]曲线中，电压为0时的电流值获得。理论上，吸收的光子越多，短路电流越大。填充因子（[i]FF[/i]）是电池具有最大输出功率时的电流和电压的乘积与短路电流和开路电压乘积的比值，理论最大值为1。能量转换效率（PCE）是指太阳能电池将太阳能转化为电能的效率，是输出功率（[i]P[/i]m）与入射光功率（[i]P[/i]in）的比值。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8755.png[/img][/font] [/align][font=&]式中[i]V[/i][sub]oc[/sub]是在开路时的光电压；[i]J[/i]sc是在零电压时的电流密度，即短路电流密度；FF为填充因子。当入射光为AM 1.5太阳光时辐射照功率为[i]P[/i]in = 100 mW/cm[sup]2[/sup]，这也是实验室实验条件下的常用模拟光照辐射照功率。[/font][align=center][font=&][b]有机太阳能电池的器件结构和工作原理[/b][/font] [/align][font=&]有机太阳能电池的工作原理主要包括四个重要步骤：（1）活性层吸收光子并产生激子；（2）激子扩散到给受体界面层；（3）激子在界面层分离成正负电荷，并迁移至正负电极；（4）正负电极收集正负电荷。[/font][font=&]有机太阳能电池的器件结构可以分为单层Schottky器件、双层异质结器件、体异质结器件和叠层器件等。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8756.png[/img][/font][/align][align=center][font=&]单层Schottky器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]由于两个电极功函数不同，有机半导体与具有较低功函数电极之间将形成Schottky 势垒（能带弯曲区域W），即内建电场。光照下，有机半导体材料吸收光后产生激子。由于较大的库仑力使得这些激子不能分离成自由电子和空穴。有机半导体内激子的扩散长度一般都很小，只有扩散到Schottky势垒附近的激子才有机会被分离，所以单层Schottky结构电池的能量转换效率很低，在目前的有机太阳能电池研究中很少再使用这种结构。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8758.png[/img][/font][/align][align=center][font=&]双层异质结器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]在双层异质结器件中，给体和受体有机材料分层排列于两个电极之间，形成平面型给体-受体界面。而且阳极功函数要与给体HOMO能级匹配；阴极功函数要与受体LUMO能级匹配，这样才有利于电荷收集。双层异质结器件结构中电荷分离的驱动力主要是给体材料和受体材料的LUMO能级之差，即给体和受体界面处的电子势垒。在界面处，如果电子势垒较大，大于激子结合能，激子的解离更为有利，电子易转移到有较大电子亲和能的材料上（较低LUMO），从而使得激子有效分离，明显高于单层结构，使得器件性能获得很大提升。双层异质结器件的最大优点是同时提供了电子和空穴传输的材料。当激子在D-A界面产生电荷转移后，电子在受体材料中传输至阴极收集，空穴则在给体材料中传输至阳极收集。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8759.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]体异质结器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]在本体异质结器件结构中，给体和受体在整个活性层范围内充分混合，D-A界面分布于整个活性层，其工作原理和双层异质结器件结构相似，都是利用D-A界面效应来转移电荷。主要区别在于：（1）本体异质结中的电荷分离产生于整个活性层，而双层异质结中的电荷分离只发生在界面处的空间电荷区域。因此，本体异质结器件中的激子可以高效解离，同时激子符合降低，从而减少或者避免由于有机物激子扩散长度小而导致的能量损失；（2）由于界面存在于整个活性层中，本体异质结器件中载流子向电极传输主要是通过粒子之间的渗滤作用，双层异质结器件中的载流子传输介质时连续空间分布的给受体，因此双层异质结中具有相对高效的载流子传输效率。[/font][font=&]本体异质结可以通过将含有给体和受体材料的混合溶液以旋涂方式制备，也可以通过共同蒸镀的方式获得，还可以通过热处理的方式将真空蒸镀的平面型双层薄膜转换为体异质结器件结构。[/font][align=center][font=&][img]https://img.chemsoc.org.cn/web/2020/04/%E5%9B%BE%E7%89%8760.png[/img] [/font][/align][align=center][font=&]两个子电池组成的叠层器件结构和工作原理[/font][/align][font=&]叠层器件结构电池是将两个或两个以上的电池单元以串联的方式做成一个器件。一般子电池单元按照活性材料能隙不同采取从大到小的顺序从外向背电池串联，即与电池非辐射面（背面）最近的机构单元，其活性层材料的能隙最小。子电池1中产生的空穴和子电池2中产生的电子扩散至连接层并复合，每个子电池中只有一种电荷扩散至相对应的电极。叠层结构电池可利用不同光吸收谱的材料来改善电池对太阳光的吸收，减少高能量光子的热损失，最终提高电池效率。由于串联的叠层电池的开路电压一般大于子单元结构，其转换效率主要受光生电流的限制。因此叠层电池设计的关键是合理地选择各子电池地能隙宽度和厚度，并保证各个电池之间地欧姆接触，以达到高效能量转换效率地目的。[/font][align=center][font=&][b]有机太阳能电池展望[/b][/font] [/align][font=&]有机太阳能电池作为一种新兴高效太阳能电池，近年来得到飞速发展，虽然有机太阳能电池的PCE以及达到18%，初见商业化应用曙光，但是和成熟的无机太阳能电池相比，有机太阳能电池无论从能量转换效率、机理还是器件稳定性等方面都处于尚未成熟阶段。因此，成熟的无机太阳能电池技术以及研究思路对有机太阳能电池的发展具有重要的借鉴意义。挑战与机遇并存，随着科学家对有机太阳能电池的不断深入的探索，高能量转换效率、高稳定性、可大规模生产的有机太阳能电池必将很快问世，有机太阳能电池的商业化前景可期。[/font][font=&]参考文献：[/font][font=&][1] D. Kearns, M. Calvin, J Chem Phys 1958, 29, 950-951.[/font][font=&][2] C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183-185.[/font][font=&][3] N. S.Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, F. Wudl, Science 1992, 258, 1474 [/font][font=&][4] G. Yu, K.Pakbaz, A. J. Heeger, Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 3422-3424.[/font][font=&][5] G. Yu, J. Gao,J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science1995, 270, 1789.[/font][font=&][6] C. H.Peters, I. T. Sachs-Quintana, J. P. Kastrop, S. Beaupré, M. Leclerc, M. D.McGehee, Adv Energy Mater 2011, 1, 491-494.[/font][font=&][7] Y. Cui,H. Yao, J. Zhang, K. Xian, T. Zhang, L. Hong, Y. Wang, Y. Xu, K. Ma, C. An, C.He, Z. Wei, F. Gao, J. Hou, Adv. Mater. 2020, 1908205.[/font][font=&][8] 张剑,杨秀程,冯晓东.有机太阳能电池结构研究进展[J].电子元件与材料, 2012, 31(11):75-78.[/font][font=&][9] 黄辉.有机太阳能电池的发展、应用及展望[J].工程研究-跨学科视野中的工程, 2017, 9(06): 547-557.[/font][font=&][10] 袁峰,周丹,谌烈,徐海涛,陈义旺.有机太阳能电池空穴传输材料的研究进展[J].功能高分子学报, 2018, 31(06): 530-539.[/font][align=right][color=#808080]来源：化学通讯微信公众号，闵阳/撰稿[/color][/align]

[b]光伏矩阵或发电板阵 (Array - photovoltaic)[/b]　　太阳能发电板串联或并联连接在一起形成矩阵.　　[b]阻流二极管 (Blocking Diode[/b])　　用来防止反向电流, 在发电板阵中, 阻流二极管用来防止电流流向一个或数个失效或有遮影的发电板 (或一连串的太阳能发电板) 上. 在夜间或低电流出的期间, 防止电流从蓄电池流向光伏发电板矩阵."　　[b]光伏发电系统平衡 (BOS or Balance of System - photovoltaic)[/b]　　光伏发电系统除发电板矩阵以外的部分. 例如开关, 控制仪表, 电力温控设备, 矩阵的支撑结构, 储电组件等等.　　[b]旁路二极管 (Bypass Diode)[/b]　　是与光伏发电板并联的二极管. 用来在光电板被遮影或出故障时提供另外的电流通路.　　[b]光伏发电板 (电池) (Cell-photovoltaic)[/b]　　太阳能发电板中最小的组件.　　[b]充电显示器 (表) (Charge Monitor/Meter)[/b]　　用以测量电流安培量的装置, 安培表.　　[b]充电调节器 (Charge Regulator)[/b]　　"用来控制蓄电池充电速度和/或充电状态的装置, 连接于光伏发电板矩阵和蓄电池组之间. 它的主要作用是防止蓄电池被光伏发电板过度充电, 同时监控光伏发电矩阵和/或蓄电池的电压."　　[b]组件 (Components)[/b]　　指用于建立太阳能电源系统所需的其他装置.　　[b]交直流转换器 (Converter)[/b]　　将交流电转换成直流电的装置.　　[b]晶体状 (Crystalline)[/b]　　具有三维的重复的原子结构.　　[b]直流电 (DC)[/b]　　"两种电流的形态之一, 常见于使用电池的物件中, 如收音机, 汽车, 手提电脑, 手机等等."　　[b]无序结构 (Disordered)[/b]　　减小并消除晶格的局限性. 提供新的自由度, 从而可在多维空间中放置其他元素. 使它们以前所未有的方式互相作用. 这种技术应用多种元素以及复合材料. 它们在位置, 移动及成分上的不规则可消除结构的局限性, 因而产生新的局部规则环境. 而这些新的局部环境决定了这些材料的物理性质, 电子性质以及化学性质. 因此使得合成具有新颍机理的新型材料成为可能.　　[b]电网连接 - 光伏发电 (Grid-Connected - photovoltaic)[/b]　　是一种由光伏发电板阵向电网提供电力的光伏发电系统. 这些系统可由供电公司或个别楼宇来运作.　　[b]直流交流转换器 (Inverter)[/b]　　用来将直流电转换成交流电的装置.　　[b]千瓦 (Kilowatt)[/b]　　1000瓦特, 一个灯泡通常使用40至100瓦特的电力.　　[b]百万瓦特 (Megawatt)[/b]　　1,000,000瓦特　　[b]光伏发电板 (Module - photovoltaic)[/b]　　光伏电池以串联方式连在一起组成发电板.　　[b]奥佛电子 (Ovonic)[/b]　　[以S. R. 奥佛辛斯基(联合太阳能公司创始人)及电子的组合命名] - 用来描述我们独有的材料, 产品和技术的术语.　　[b]奥佛辛斯基效应 (Ovshinsky effect)[/b]　　一种特别的玻璃状薄膜在极小电压的作用下从一种非导体转变成一种半导体的效应..　　[b]并联连接 (Parallel Connection)[/b]　　一种发电板连接方法. 这种连接法使电压保持相同, 但电流成倍数增加　　[b]峰值输出功能 (Peak Power)[/b]　　持续一段时间(通常是10到30秒)的最大能量输出.　　[b]光伏 (Photovoltaic - PV)[/b]　　光能到电能的直接转换.　　[b]光伏发电板 (电池) (Photovoltaic Cell)[/b]　　经过特殊处理可将太阳能辐射转换成电力的半导体材料.　　[b]卷到卷工序 (Roll-to-Roll Process)[/b]　　将整卷的基件连续地转变成整卷的产品的工序.　　[b]串联连接 (Series Connection)[/b]　　电流不变电压倍增的连接方式.　　[b]太阳能 (Solar)[/b]　　来自太阳的能量.　　[b]太阳能收集器 (Solar Collectors)[/b]　　用以捕获来自太阳的光能或热能的装置. 太阳收集器用于太阳能热水器系统中 (常见于住家), 而光伏能收集器则是用于太阳能[url=http://baike.baidu.com/view/17169.htm]电力系统[/url].　　[b]太阳能加热 (Solar Heating)[/b]　　利用来自太阳的热能发电的技术或系统. 太阳能收集器用于太阳能热水器系统中(常见于住家), 而光伏能收集器则是用于太阳能电力系统中　　[b]太阳能发电模块或太阳能发电板 (Solar Module or Solar Panel)[/b]　　一些由太阳能发电板单元所组成的太阳能发电板板块.　　[b]稳定能量转换效率 (Stabilized Energy Conversion Efficiency)[/b]　　长期的电力输出与光能输入比例.　　[b]系统, 平衡系统 (Systems Balance of Systems)[/b]　　"太阳能电力系统包括了光伏发电板矩阵和其它的部件. 这些部件可使这些太阳能发电板得以应用在需要可控直流电或交流电的住家和商业设施中. 用于太阳能电力系统的其它部件包括:接线和短路装置, 充电调压器,逆变器, 仪表和接地部件."　　[b]薄膜 (Thin-Film)[/b]　　在基片上形成的很薄的材料层.　　[b]伏特 (Volts)[/b]　　电动势能单位. 能促使一安培的电流通过一欧姆的电阻.　　[b]电压 (Voltage[/b])　　电势的量.　　[b]电压表 (Voltage Meter)[/b]　　用以测量电压的装置.　　[b]瓦特 (Watts)[/b]　　用电压乘以电流的值来衡量的电力度.　　[b]MWp[/b]　　MWp的具体解释:M是兆瓦,1MW是1000KW ,WP是太阳能电池的瓦数,是指在1000W/平方光照下的太阳能电池输出功率,与实际太阳光照照强度有区别.

研制高效的低成本的太阳能电池是全球共同面临的巨大挑战。染料敏化太阳能电池因其具有成本低廉、工艺简单、可小型化、环境友好等优点，展现出广阔的产业化前景。而实现太阳能电池高转化效率的首要途径是尽可能提高太阳光的利用率，这就要求电池电极能最大限度地捕捉太阳发出的各种光线，并实现高效的光电转换。新材料的研发为提升太阳能电池的效率提供了新思路。黑磷，作为一种具有二维层状结构的直接带隙半导体材料，展现出优异的光电性能，被广泛视为新的“超级材料”，在半导体工业、光电器件、光学探测、传感器、光热治疗等多个领域展现出巨大的潜在应用价值。近期研究发现，大小仅为几个纳米的黑磷量子点还具有很高的近红外消光系数，可实现近红外光的高效吸收。近期，中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋研究员与中南大学杨英副教授以及肖思副教授等合作，创新性地将黑磷量子点应用于构筑染料敏化太阳能电池的光阴极。团队利用黑磷量子点的近红外强吸收和高光电转换能力，将黑磷量子点沉积于多孔导电聚苯胺薄膜表面，制备出可红外光响应的光阴极，与光阳极形成互补的光吸收，将器件的光吸收范围扩展至可见-红外波段，从而组装成可双面进光的准固态染料敏化太阳能电池。电池性能测试结果表明，沉积黑磷量子点后光阴极实现了对低能红外光子的充分利用，并有效增加了器件的光生载流子浓度，从而将太阳能电池的光电转换效率提高了20%。该研究成果表明黑磷在太阳能电池、光伏器件等领域的巨大应用潜力。相关论文发表在AdvancedMaterials（DOI: 10.1002/adma.201602382），并被选为当期封面故事。巨纳集团低维材料在线商城91cailiao.cn,专注材料服务，主要销售以低维材料为代表的相关的实验室耗材和工具，比如各类二维材料(包括狄拉克材料),一维材料,零维材料,黑磷BP,石墨烯,纳米管,HOPG,天然石墨NG,二硫化钼MoS2，二硒化钼MoSe2,二硫化钨WS2，hBN氮化硼晶体，黑磷，二碲化钨WTe2，二硫化铼ReS2，二硒化铼ReSe2量子点,纳米线,纳米颗粒,分子筛,PMMA.....积极为广大科研院所提供更加优异的低维材料，推动新型材料的研究。

2012年08月27日 07:29 新浪科技 http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/0827/U2727P2DT20120827072801.jpg　　美国科学家首次在实验室再现等离子环。这种环是太阳表面大规模耀斑的前兆，能够导致地球上出现电风暴http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/0827/U2727P2DT20120827072814.jpg　　太阳动力学观测卫星拍摄的一场M3.2级太阳耀斑。据美国宇航局的空间天气部门估计，太阳耀斑的速度可超过每秒630英里（约合每秒1013公里），能够导致地球上形成地磁暴http://i3.sinaimg.cn/IT/2012/0827/U2727P2DT20120827072834.jpg太阳动力学观测卫星拍到的太阳耀斑。太阳耀斑能够破坏地球上的电网　　新浪科技讯 北京时间8月27日消息 据国外媒体报道，太阳耀斑能够对地球造成巨大破坏，但科学家至今仍没有彻底了解这种现象如何形成。现在，美国加利福尼亚州理工学院的一支研究小组首次在实验室再现了太阳耀斑的先兆等离子环。随着这一研究成果的取得，科学家在朝着揭开太阳耀斑谜团的道路又往前迈出重要一步。　　美国科学家希望他们的研究能够改善空间天气预测。加州理工学院应用物理学教授保罗-贝兰将此项研究与飓风研究相提并论。他表示：“我们正在研究等离子环的机制，这能够加深我们对空间天气的认识。如果不了解飓风形成前出现的高压和低压锋面等现象，你就无法预测飓风。太阳耀斑也是如此。”　　研究小组希望他们的研究发现能够改进太阳风暴的预警。贝兰表示：“太阳放射出的等离子体需要一段时间才能抵达地球。通过进一步研究，在大规模太阳耀斑出现前两天发出预警的可能性是存在的。”加州理工学院实验室的等离子环研究由贝兰和研究生伊夫-斯特森进行，研究发现刊登在8月13日的《物理学评论快报》杂志上。根据他们的研究发现，两种磁力控制着等离子环的行为。等离子体是一种炙热的离子化气体。　　贝兰表示：“一种磁力扩大等离子环的半径，使其规模增大。另一种磁力导致等离子环两端连续喷射等离子体。后一种磁力喷射的等离子体能够让等离子环规模扩大时保持密度。”这一过程就像将牙膏从两端挤入一根管子，牙膏本身没有磁力，磁力一定来源于管子内部。　　斯特森和贝兰研究的等离子环由脉冲动力磁等离子枪产生。斯特森说：“在舱室内，磁场、气体和高压在瞬间出现。我们利用带有光学过滤镜的高速摄影机捕捉下等离子体的行为。”通过对注入的等离子进行颜色编码，光学滤镜能够生动呈现等离子环两端的等离子流。在此之前，从没有人使用这项技术进行研究。　　在他们拍摄的画面中，红色等离子体从一端流入环内，与此同时，蓝色等离子体从另一端流入环内。斯特森说：“在每一项实验中，你只能在图像中看到来自氢侧或者氮侧的光线。不过，这种实验具有很高的可复制性，允许我们将每次实验获取的图像叠加在一起，最后在一幅图像中看到两端的等离子体。”接下来，贝兰的实验室将对两个环之间如何发生相互作用进行研究。他说：“我们希望确定的是，它们是否会合并，形成一个更大的环。一些人认为太阳上较大的等离子环就是以这种方式形成。”(孝文)

北京时间9月20日消息，日本冈山大学研究生院自然科学研究科教授池田直所率小组开发出一种由名为“Green Ferrite(GF)”的氧化铁化合物制成的新型太阳能电池。该太阳能电池的吸光率可达以往硅制太阳能电池的100倍以上。　　该太阳能电池有望吸收一直以来无法被吸收的红外线进行发电。池田称：“红外线产生于带热体。除太阳光以外，有望利用家中诸如有火源的厨房天花板以及大街上散发出来的热量进行发电。”他表示，将争取在2013年投入使用。　　GF为粉末状，可以薄薄地涂抹在作为媒介的金属上面。发电1千瓦成本目标约为1000日元(约合人民币83元)，远远低于以往需耗费约100万日元的硅电池。相比以往的板状太阳能电池，新产品可以实现大幅度的弯曲和伸展，因此可以卷在烟囱及电线杆上等物体上，设置范围比较广泛。　　据池田介绍，太阳能电池的发电原理为，太阳能电池由两块带有正负电荷的半导体组合而成，光线被带有负电荷的半导体面吸收后会排斥半导体中带有负电荷的电子。电子通过连接在外部的回路移动到带有正电荷的半导体面从而产生电力。　　GF上聚集的电子保持着微妙的平衡，一旦受到光线照射其平衡就会被打破，从而在瞬间使大量的电子发生运动。因此，同量光线的发电量会大幅提高。

【微语】要相信早晨的太阳带着温暖，要相信爱是暖调色的，要相信努力了都会有结果的，也要相信自己一定可以。

目前，单晶硅太阳电池的输出电压约为0.6V左右，其最大输出的功率和 太阳电池本身的效率与表面积有关。譬如说一个效率16%、6时的太阳电 池，最大输出功率约为2.5W。一个太阳电池输出电压和输出功率对大部分的 电器产品相对偏低，要和一般用电兼容或配合应用，就将多个太阳电池并联和串联起来形成模块(module),其中串联的功用，是为了提高输出电压，而并联的功用，是为了增加输出功率。同样的道理，若需要再提高模块的输出电压或 输出功率，多个模块并联或串联起来就形成数组（array)系统。而一般太阳能应 用系统（system),不仅只有电池、模块、或数组，还可能包括储电装置(storage devices)、功率调 器（power conditioner)、和安装固定结构（mounting structures),这些接口设备，统称为平衡系统（balance of systems)。下面，我们 就简单地介绍太阳电池的基本结构，了解太阳电池工作原理、制造程序，包括半导体材料。 在不同的材料和制造工艺程序下，会产生不同结构的太阳电池。但归纳而言，太阳电池最基本的结构可分为基板、p-n二极管、抗反射层、和金属电极 四个主要部分。基板（substrate)是太阳电池的主体，p-n二极管是光生伏特效应 的来源，抗反射层乃在减少入射光的反射来增强光电流，金属电极则是连接器件和外部负载。 所谓ingot-based的太阳电池是使用芯片（wafer) 当基板，芯片本身就是光生伏特的作用区。因为是用芯片作基板，一般就使用扩散（diffusion)工艺技 术，在p-型芯片上进行n-型扩散，或在n-型芯片上进行p-型扩散，形成p-n二极管。单晶娃和多晶硅太阳电池都是ingot-based，其芯片是由硅ingot切割而 得。工业界使用的太阳电池硅芯片，大都是p型。当然硅芯片的制造，不一定 非由ingot切割不可，也有其它特殊的方式，如ribbon或sheet制造方式。 薄膜太阳电池则可以使用玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板，非晶或多晶薄膜光生伏特器件则沉积在基板上，基板本身并不参与光生 伏特作用。在薄膜太阳电池制造上，可使用各式各样的沉积技术，一层又一层 地把P-型或n-型材料沉积上去。常见的薄膜太阳电池有非晶硅、CUInSe2 (CIS)、CuInGaSe2 (CIGS)、和CdTe薄膜。随着薄膜技术的发展， microcrystalline，甚至nanocrytalline硅薄膜也被研究开发。薄膜太阳电池大优点就是生产成本较低，但其效率和稳定性较差。 III-V族（如GaAs、InP、GaN)太阳电池，则是使用不同的外延（epitaxy) 技术，如 metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)，或 molecular beam epitaxy (MBE)方法，将p-型和n-型晶体直接长在芯片基板上，而基板本身通 常也不参与光生伏特作用。这样的epitaxy方式生长晶体的优点，使得电池结构 多样化，例如：异质结、多结、量子井、量子点、和超晶格等结构。正因如此，III-V族太阳电池通常具有较高的效率，但其生产成本也相对的偏高。 太阳电池的光照面一般都会有抗反射层或texture结构，来减少入射阳光的反射。如果没有的话，入射阳光会有约30%的反射损失，这对太阳电池而言足是相当严重的。晶硅太阳电池一般是使用氮化硅（SiN)来形成抗反射层，它不仅 能有效地减少入射光的反射，而且还有钝化（passivation)的作用，甚至能保 护太阳电池，有防刮伤、防湿气等功能。除了使用抗反射层外，一般单晶硅太 阳能电池，期光照的表面都会先经过texture处理，来更进一步地减少入射阳光 的反射。这个texture处理，会在表面形成大小不等的金字塔（pyramid)结构， 让入射光至少要经过芯片表面的二次反射，因此就大大地降低了入射光经过第 一次反射就折冋的几率。需要注意的是，因texture金字塔的大小约儿个um, 而一般n-型扩散的深度只有0.5um作用，所以二极管实际上是形成于textur金字塔的表面。[url=http://www.hyxyyq.com][color=#ffffff]手持万用表[/color][/url][url=http://www.hyxyyq.com][color=#ffffff]http://www.hyxyyq.com[/color][/url] 太阳电池需要金属电极一层来连接外部的电路。通常，光入射的表面有二条平行条状金属电极来提供外界连接的焊接处。背表面通常会全部涂上一层所谓的back surface field (BSF)金属层，在光入射的表面，会从条状金属电极，伸展出 一列很细的金属手指（finger)。BSF金属层可以增加载流子的收集，还可回收没 有被吸收的光子。金属finger的设计，除了要能有效地收集载流子，而且要尽 量减少金属线遮蔽入射光的比例，因光照面的金属线通常会遮蔽3〜 5%的入射 光。太阳电池金属电极用的材料通常是铝和其它金属的合金，但在薄膜太阳电池中，为了实现一体成型（monolithically)的要求，上层金属电极则会使用透明导电的氧化物 transparent conducting oxide (TCO)。 必须注意的是，有别于一般平板（flat plate)模块的结构，太阳电池还可以 使用额外的聚光器（concentrator)来增加入射光的强度。聚光器可以是一般透 镜，或是特殊结构的Fresne透镜，或者甚至是Fresnel zone plate。聚光器的使 用，可以大幅度地提高系统光照的有效面积。但是，聚光器要求太阳电池的正 射，因此应用上必须配合tracking系统。

[b]优点：[/b]　　(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论[url=http://baike.baidu.com/view/94074.htm]陆地[/url]或[url=http://baike.baidu.com/view/2860.htm]海洋[/url]，无论[url=http://baike.baidu.com/view/226164.htm]高山[/url]或[url=http://baike.baidu.com/view/94076.htm]岛屿[/url]，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。　　(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。　　(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。　　(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。　　[b]缺点：[/b]　　(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是[url=http://baike.baidu.com/view/1388375.htm]能流密度[/url]很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1／5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。　　(2)不稳定性：由于受到[url=http://baike.baidu.com/view/366637.htm]昼夜[/url]、[url=http://baike.baidu.com/view/349682.htm]季节[/url]、[url=http://baike.baidu.com/view/959526.htm]地理纬度[/url]和[url=http://baike.baidu.com/view/36833.htm]海拔[/url]高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的[url=http://baike.baidu.com/view/442524.htm]替代能源[/url]，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。　　(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。　　[b]太阳能利用中的经济问题：[/b]　　第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。　　第二，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品[url=http://baike.baidu.com/view/3029909.htm]能源消费[/url]结构的76％，已成为我国[url=http://baike.baidu.com/view/42413.htm]大气污染[/url]的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。

【微语】世界很大、风景很美、机会很多、人生很短，不要蜷缩在一处阴影中，去晒晒太阳，吹吹风。