提高太阳能电池转换效率的关键技术

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1、清华大学2012届毕业论文目录1.绪论11.1课题研究背景11.2太阳能的特点及优势11.3太阳能电池的分类和研究进展21.3.1按材料分类31.3.2按形态结构分类71.4本文研究的主要内容82.太阳能电池基本知识92.1太阳能电池原理及结构92.1.1太阳能电池基本原理92.1.2太阳能电池基本结构102.2太阳能电池主要特性112.2.1光谱响应特性112.2.2伏安特性122.2.3温度特性132.2.4太阳能电池主要参数142.3太阳能电池等效电路和效率分析152.3.1太阳能电池等效电路152.

2、3.2影响太阳能电池转换效率的因素172.3.3提高太阳能电池转换效率的各种技术182.4本章小结223.聚光高效太阳能电池研究233.1聚光光伏技术的发展233.2各种聚光太阳能电池233.2.1平面结聚光硅太阳能电池24第II页共II页清华大学2012届毕业论文3.2.2垂直结聚光硅太阳能电池243.2.3聚光砷化镓太阳能电池273.3各种聚光器在太阳能电池中的应用283.4本章小结294.菲涅尔透镜太阳能聚光器研究304.1菲涅尔透镜原理及特点304.1.1菲涅尔透镜的光学原理304.1.2菲涅尔透镜

3、的特点及影响因素324.2用于聚光太阳能电池的柱面菲涅尔透镜334.2.1线聚焦透镜的光学效率分析334.2.2柱面菲涅尔透镜344.3本章小结385.总结39参考文献：40致谢42第II页共II页清华大学2012届毕业论文1绪论1.1课题研究背景自人类社会诞生以来，能源一直是人类生存和发展的重要物质基础。随着社会的发展，能源在社会发展中的重要性越来越突出，尤其是近年来各国日益呈现出来的能源危机问题，更加明显地把能源置于社会发展的首要地位。随着化石能源的逐步消耗以及化石能源的开发和利用所造成的环境污染和生态

4、破坏问题日益严重，开发和利用能够支撑人类社会可持续发展的新能源和可再生能源成为人类急切需要解决的问题。新能源与可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电、核裂变发电之外的生物质能、太阳能、风能、小水电、地热能以及海洋能等一次能源。诺贝尔奖获得者美国RiceUniversity的Smalley教授曾经指出，在未来的50年里，人类面临着随之而来的10大问题中，能源问题排在首位。目前人类使用的能源中，化石能源占90％以上。而到21世纪中叶，其比例将减少到人类使用能源的一半，达到其极值，之后核能和可再生能源将占主

5、导地位。到2100年时，可再生能源将占人类使用能源的l/3以上[1]。新能源和可再生能源的开发利用不仅可以解决目前世界能源紧张的问题，还可以解决与能源利用相关的环境污染问题，促进社会和经济可持续性发展。研究和实践表明，新能源和可再生能源资源丰富、分布广泛、可以再生且不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源[2]。在诸多可再生能源中，包括太阳能、风能、潮汐能、地热能、氢能和生物质能，太阳能所蕴藏的能量是所有其他可再生能源能量总和的上千倍,因此发展太阳能潜力巨大。太阳能作为新能源和可再生能源的一种，因其清洁环保

6、，永不衰竭的特点，受到世界各国的青睐。太阳能是21世纪最有潜力的能源，太阳能产业是新兴的朝阳行业，具有较高的投资价值。充分开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济发展都有极为重要的现实意义和深远的历史意义[3]。1.2太阳能的特点及优势太阳能是一种能量巨大的可再生能源，据估算，太阳能传送到地球上的能源，每40秒钟就有相当于210第43页共42页清华大学2012届毕业论文亿桶石油的能量传送到地球，相当于全球一天所消耗的能源。在目前的几种新能源技术中，太阳能以其突出的优势被定位为最具前景的未来能

7、源，有无尽的潜力。在常规能源供给紧张和环保压力不断增大的背景下，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，使太阳能的应用领域不断拓展，己渗透到人们生活的每一个角落。太阳能的优点主要有以下几个方面:(I)来源充足:太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。(2)没有污染: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)能量巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤,其总量属现今世界上

8、可以开发的最大能源。(4)可长久使用: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。目前太阳能利用的方式有：太阳能光伏发电，太阳能热利用，太阳能动力利用，太阳能光化学利用，太阳能生物利用和太阳能光-光利用。其中太阳能光伏发电以其优异的特性近年来在全世界范围得到了快速发展，被认为是当前世界上最具发展前景的新能源技术，各发达国家均投