太阳能污泥干化

染料敏化太阳能电池

物理科学与技术学院 化学物理学交叉培养班 张玲玲 2011213434

摘要 染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电

池，其主要优势是原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义。本文主要从染料敏化太阳能电池的原理和电解质来进行介绍。

关键词 染料敏化 太阳能电池 原理 制备

一、染料敏化太阳能电池的基本结构

染料敏化太阳能电池主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、电极和导电基底等几部分组成。纳米多孔半导体薄膜通常为金属氧化物（TiO2、SnO2、ZnO等），聚集在有透明导电膜的玻璃板上作为染料敏化太阳能电池的负极。对电极作为还原催化剂，通常在带有透明导电膜的玻璃上镀上铂。敏化染料吸附在纳米多孔二氧化钛膜面上。正负极间填充的是含有氧化还原电对的电解质，最常用的是I3/I- 。

图1 染料敏化太阳能电池的基本结构

二、染料敏化太阳能电池的工作原理

当太阳光照射在染料敏化太阳能电池上，染料分子中基态电子被激发，激发态染料分子将电子注入到纳米多孔

一、单选题 【本题型共10道题】

1.我国太阳能资源年太阳辐射总量5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡的地区，属于（ ）类地区。

A．I B．II C．III D．IV

用户答案：[B] 得分：1.00

2.以下选项属于我国第 I类太阳能资源区的有（ ）。

A．宁夏北部.甘肃北部.新疆东部.青海西部和西藏西部 B．宁夏南部.甘肃中部.青海东部.西藏东南部和新疆南部

C．山西南部.新疆北部.陕西北部.甘肃东南部.广东南部.福建南部 D．湖南.湖北.广西.江西.浙江.福建北部.广东北部.陕西南部 用户答案：[A] 得分：1.00

3.光伏发电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的（ ）。

A．0.5% B．1% C．1.5% D．2%

用户答案：[B] 得分：0.00

4.水平单轴跟踪系统宜安装在以下哪类地区。（ ）

A．低纬度地区 B．中纬度地区 C．高纬度地区 D．中.高纬度地区 用户答案：[A] 得分：1.00

5.光伏发电站安装容量小于或等于30MW时，宜采用（ ）。

A．单母线接线

太阳能空调

百科名片 利用先进的超导传热贮能技术，集成了太阳能，生物质能，超导地源制冷系统的优点，最新研发成功的一种高效节能的冷暖空调系统。 目录

简介 科研结果 科研结果 原理 优势介绍 天价高成本 优点 革命动力 简介 科研结果 科研结果 原理 优势介绍 天价高成本 优点 革命动力 展开 编辑本段 简介 新型太阳能复合超导冷暖空调，制热时以太阳能和可再生的生物质燃料为主要能源，是真正绿色的取暖方式。制冷时借助少量的电能利用地源低温，采用超导能量输送系统直接制冷，达到最合理的节能的制冷效果。

太阳能空调

传统的空气冷却器无法杜绝讨厌的副作用——长期消耗大量的能源、能源利用效率低、加速全球气候变暖。如果人们可以成功利用太阳光来冷却家庭房间或办公室那该多好——不会消耗大量难以再生的能源，而且在制冷过程中不会释放太多二氧化碳。

编辑本段 科研结果

该系统的核心是一台名为“Schukey”的电机，能将太阳光转换成冷空气。制冷过程中，这种电机1度电只需5美分，而相比较而言，传统的空调每度电则需要花费12-14美分。

太阳能空调

Thermodyna 公司老板Volker Bergholter 表示

多晶硅太阳能电池

一、多晶硅太阳能电池的概述

多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳

能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。

多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳能电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研制。

二、多晶硅太阳能电池的工作原理

多晶硅太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被

光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透过电池芯片、被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，

多晶硅太阳能电池

一、多晶硅太阳能电池的概述

多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳

能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。

多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳能电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研制。

二、多晶硅太阳能电池的工作原理

多晶硅太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被

光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透过电池芯片、被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，

一、单选题【本题型共10道题】

1.我国太阳能资源年太阳辐射总量5000-5850MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/m2的地区，属于（ ）类地区。

A．I B．II C．III D．IV

用户答案：[C] 得分：1.00

2.坡屋面光伏发电站的建筑主要朝向宜为（ ），宜避开周边障碍物对光伏组件的遮挡。

A．东 B．南

C．西 D．北

用户答案：[B] 得分：1.00

3.以下哪类电池应用在储能方面的历史较早，技术上也较为成熟，并逐渐进入以密封型免维护产品为主流的阶段。（ ）

A．铅酸电池 B．镍铬电池 C．锂电池 D．碱性电池

用户答案：[A] 得分：1.00

4.使用金属边框的光伏组件，边框和支架应结合良好，两者之间接触电阻应不大于（ ）。

A．4Ω B．6Ω C．8Ω D．10Ω

用户答案：[A] 得分：1.00

5.以下哪些不是太阳能光热发电的主流技术（ ）。

A．槽式发电技术 B．塔式发电技术 C．晶硅发电技术 D．碟式发电技术 用户答案：[C] 得分：1.00

6.光伏电站贮油设施内应铺设卵石层，

太阳能空调

百科名片 利用先进的超导传热贮能技术，集成了太阳能，生物质能，超导地源制冷系统的优点，最新研发成功的一种高效节能的冷暖空调系统。 目录

简介 科研结果 科研结果 原理 优势介绍 天价高成本 优点 革命动力 简介 科研结果 科研结果 原理 优势介绍 天价高成本 优点 革命动力 展开 编辑本段 简介 新型太阳能复合超导冷暖空调，制热时以太阳能和可再生的生物质燃料为主要能源，是真正绿色的取暖方式。制冷时借助少量的电能利用地源低温，采用超导能量输送系统直接制冷，达到最合理的节能的制冷效果。

太阳能空调

传统的空气冷却器无法杜绝讨厌的副作用——长期消耗大量的能源、能源利用效率低、加速全球气候变暖。如果人们可以成功利用太阳光来冷却家庭房间或办公室那该多好——不会消耗大量难以再生的能源，而且在制冷过程中不会释放太多二氧化碳。

编辑本段 科研结果

该系统的核心是一台名为“Schukey”的电机，能将太阳光转换成冷空气。制冷过程中，这种电机1度电只需5美分，而相比较而言，传统的空调每度电则需要花费12-14美分。

太阳能空调

Thermodyna 公司老板Volker Bergholter 表示

第3节太阳能

新课引入

植物、变幻的色彩、利用的能源等，这些美丽的景色、多彩的世界都离不开太阳。学生观看视频，了解太阳对地球及人类的重要性。人类使用的很多能源，如化石能源、风能、光能等都是来自于太阳，下面我们对太阳能进行一个初步的了解。

合作探究

探究点一太阳──巨大的“核能火炉”

活动1：阅读课本中的内容，思考下列问题：:（1）地球距离太阳有多远？（2）太阳有多大？（3）太阳有多热？（4）太阳的能量来源是什么？（5）太阳的年龄是多少？它还能燃烧多少年？播放《宇

宙与人》中有关太阳的介绍。

学生带着问题阅读课本，交流后回答：太阳距地球约1．5×108km；太阳的直径约是地球的110倍，它的质量约是地球的33万倍；太阳表面的温度约6000℃，内核的温度高达1．5×107℃；在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；太阳像一个巨大的“核能火炉”，它已经燃烧了近50亿年，它还能再燃烧约50亿年。

教师归纳总结：太阳核心的原子核发生的聚变反应，使太阳核心释放的巨大核能向外扩散，传送到太阳表面，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。

探究点二太阳是人类能源的宝库

太阳就是一个巨大的核聚变的能量库，它每秒向外辐射的总能量高达3．74

第3节太阳能

新课引入

植物、变幻的色彩、利用的能源等，这些美丽的景色、多彩的世界都离不开太阳。学生观看视频，了解太阳对地球及人类的重要性。人类使用的很多能源，如化石能源、风能、光能等都是来自于太阳，下面我们对太阳能进行一个初步的了解。

合作探究

探究点一太阳──巨大的“核能火炉”

活动1：阅读课本中的内容，思考下列问题：:（1）地球距离太阳有多远？（2）太阳有多大？（3）太阳有多热？（4）太阳的能量来源是什么？（5）太阳的年龄是多少？它还能燃烧多少年？播放《宇

宙与人》中有关太阳的介绍。

学生带着问题阅读课本，交流后回答：太阳距地球约1．5×108km；太阳的直径约是地球的110倍，它的质量约是地球的33万倍；太阳表面的温度约6000℃，内核的温度高达1．5×107℃；在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；太阳像一个巨大的“核能火炉”，它已经燃烧了近50亿年，它还能再燃烧约50亿年。

教师归纳总结：太阳核心的原子核发生的聚变反应，使太阳核心释放的巨大核能向外扩散，传送到太阳表面，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。

探究点二太阳是人类能源的宝库

太阳就是一个巨大的核聚变的能量库，它每秒向外辐射的总能量高达3．74

太阳能光伏发电

1.1 太阳能电池发电原理

太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的装置。当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内部产生电子—空穴对，电子带负电，空穴带正电。在P-N结内建电场的作用下，电子和空穴被分离，产生定向运动，并被太阳能电池的正、负极收集，在外电路中产生电流，从而获得电能。

1.2 太阳能系统特点

①简单方便、安全可靠、无噪音、无空气污染、不破坏生态、能量随处可得、无需消耗燃料、无机械转动部件、维护简便、使用寿命长、建设周期短、规模大小随意、可以无人值守、也无需架设输电线路。

②系统中的太阳能电池组件，使用寿命长具备良好的耐候性，防风，防雹。有效抵御湿气和盐雾腐蚀，不受地理环境影响。具有稳定的光电转换效率，且转换效率高。并保障系统在恶劣的自然环境中能够长期可靠运行。 ③太阳能组件方阵支架都有一定的倾斜角度，该角度和方阵所处的地理纬度和位置有关。

1.3 并网太阳能系统发电方式

太阳能组件通过合适的串并联，满足并网逆变器要求的直流输入电压和电流。每块组件接线盒都配有旁路二极管，防止“热