獨特:染料充當“捕光手”,納米二氧化鈦則是“光電轉換器”。為了讓染料儘可能多“吃”太陽光,科研人員還別出心裁地撒了點“佐料”———一種由納米熒光材料製成的量子點,讓不同波長的陽光都能對上“捕光手”的“胃口”。隻要不斷改進“配方”,納米“夾心”的光電轉化效率就能一次次提高。
作為第三代太陽能電池,染料敏化電池的最大吸引力在於廉價的原材料和簡單的製作工藝。據估算,染料敏化電池的成本僅相當於矽電池板的1\/10。同時,它對光照條件要求不高,即便在陽光不太充足的室內,其光電轉化率也不會受到太大影響。另外,它還有許多有趣用途。比如,用塑料替代玻璃“夾板”,就能製成可彎曲的柔性電池;將它做成顯示器,就可一邊發電,一邊發光,實現能源自給自足。
太陽能是一種潔淨和可持續產生的能源,發展太陽能科技可減少在發電過程中使用礦物燃料,從而減輕空氣汙染及全球暖化的問題。
晶體矽太陽電池
“矽”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀科學家們發現了晶體矽的半導體特性後,它幾乎改變了一切,甚至人類的思維,20世紀末.我們的生活中處處可見“矽”的身影和作用,晶體矽太陽電池是近15年來形成產業化最快的產業。生產過程大致可分為五個步驟:
、提純過程b、拉棒過程c、切片過程d、製電池過程e、封裝過程。
關於太陽
太陽是離地球最近的一顆恒星,也是太陽係的中心天體,它的質量占太陽係總質量的99.865%。太陽也是太陽係裡惟一自己發光的天體,它給地球帶來光和熱。如果沒有太陽光的照射,地麵的溫度將會很快地降低到接近絕對零度。由於太陽光的照射,地麵平均溫度才會保持在14℃左右,形成了人類和絕大部分生物生存的條件。除了原子能、地熱和火山爆發的能量外,地麵上大部分能源均直接或間接同太陽有關。
太陽是一個主要由氫和氦組成的熾熱的氣體火球,半徑為6.96×105km(是地球半徑的109倍),質量約為1.99×1027t(是地球質量的33萬倍),平均密度約為地球的1\/4。太陽表麵的有效溫度為5762K,而內部中心區域的溫度則高達幾千萬度。太陽的能量主要來源於氫聚變成氦的聚變反應,每秒有6.57×1011kg的氫聚合生成6.53×1011kg的氦,連續產生3.90×1023kW能量。這些能量以電磁波的形式,以3×105km\/s的速度穿越太空射向四麵八方。地球隻接受到太陽總輻射的二十二億分之一,即有1.77×1014kW達到地球大氣層上邊緣(“上界”),由於穿越大氣層時的衰減,最後約8.5×1013kW到達地球表麵,這個數量相當於全世界發電量的幾十萬倍。
根據目前太陽產生的核能速率估算,氫的儲量足夠維持600億年,而地球內部組織因熱核反應聚合成氦,它的壽命約為50億年,因此,從這個意義上講,可以說太陽的能量是取之不儘、用之不竭的。
太陽的結構和能量傳遞方式簡要說明如下。
太陽的質量很大,在太陽自身的重力作用下,太陽物質向核心聚集,核心中心的密度和溫度很高,使得能夠發生原子核反應。這些核反應是太陽的能源,所產生的能量連續不斷地向空間輻射,並且控製著太陽的活動。根據各種間接和直接的資料,認為太陽從中心到邊緣可分為核反應區、輻射區、對流區和太陽大氣。
(1)核反應區
在太陽半徑25%(即0.25R)的區域內,是太陽的核心,集中了太陽一半以上的質量。此處溫度大約1500萬度(K),壓力約為2500億大氣壓(1
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),密度接近158g\/cm3。這部分產生的能量占太陽產生的總能量的99%,並以對流和輻射方式向外輻射。氫聚合時放出伽瑪射線,這種射線通過較冷區域時,消耗能量,增加波長,變成X射線或紫外線及可見光。
(2)輻射區
在核反應區的外麵是輻射區,所屬範圍從0.25~0.8R,溫度下降到13萬度,密度下降為0.079g\/cm3。在太陽核心產生的能量通過這個區域由輻射傳輸出去。
(3)對流區
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