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太阳能利用涉及的技术问题很多,但根据太阳能的特点,具有共性的技术主要有四项,即太阳能采集、太阳能转换、太阳能贮存和太阳能传输,将这些技术与其它相关技术结合在一起,便能进行太阳能的实际利用---光热利用、光电利用和光化学利用。一、太阳能的热应用太阳能的热利用主要是以下方面:1.太阳能空调降温太阳能制冷及在空调降温研究工作重点是寻找高效吸收和蒸发材料,优化系统热特性,建立数学模型和计算机程序,研究新型制冷循环等。2.太阳能热发电太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电,是太阳能热利用的重要方面。3.太阳房太阳房是直接利用太阳辐射能的重要方面。通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起,使房屋尽可能多地吸收并保存太阳能,达到房屋采暖目的。太阳房可以节约75%~90%的能耗,并具有良好的环境效益和经济效益,成为各国太阳能利用技术的重要方面。被动式太阳房平均每平方米建筑面积每年可节约2O~4O公斤标准煤,用于蔬菜和花卉种植的太阳能温室在中国北方地区较多采用。全国太阳能温室面积总计约700万亩,发挥着较好的经济效益。我国在相关的透光隔热材料、带涂层的控光玻璃、节能窗等没有商业化,使太阳房的水平受到限制。4.热利用的其它方面太阳灶我国目前大约有15万台太阳灶在使用中。太阳灶表面可以加涂一层光谱选择性材料,如二氧化硅之类的透明涂料,以改变阳光的吸收与发射,最普通的反光镜为镀银或镀铝玻璃镜,也有铝抛光镜面和涤纶薄膜镀铝材料等。提高太阳灶的效率。每个太阳灶每年可节约300千克标准煤。太阳能干燥是热利用的一个方面。目前我国已经安装了有1000多套太阳能干燥系统,总面积约2万平方米。主要用于谷物、木材、蔬菜、中草药于燥等。二、太阳光-热转换及材料太阳辐射的能量谱主要分布在波长0.3μm至3μm范围;人眼视觉灵敏谱的波长在0;41μm至0.7μm范围,对人眼敏感的波长,几乎是在太阳辐射最强的波长间隔内;一般物体温度的黑体辐射谱的波长在2μm至100μm范围,太阳光。热转换材料的光-热性能,即辐射特性如透射比、反射比、吸收比和发射比等反映在太阳光谱一物体热谱内。1.太阳光谱选择性吸收涂层(表面)太阳选择性吸收涂层的制备技术可以分为三大类:喷涂与溶胶,化学与电化学方法和真空蒸发与磁控溅射方法。对于产生生活热水的平板太阳集热器,采用喷涂太阳吸收比高、发射比略高的涂层便能满足使用要求;铝吸热板上可采用阳极氧化与交流电解着色涂层,铜吸热板以采用电镀黑铬涂层为宜。对于全玻璃真空太阳集热管主流是采用磁控溅射技术,多层不锈钢将/铜(澳大利亚专利)采用单靶磁控溅射制备氮/铝(中国专利)涂层。真空蒸发或溅射技术制备用于平板太阳集热器的吸收涂层,另一方面应研制用于高温的太阳选择性吸收涂层,使其具有耐高温、很高太阳吸收比与极低发射比的优异性能。2.选择性透、反射薄膜材料(1)阳光控制膜(2)低发射膜3.电致变色薄膜与器件4.透明隔热材料(TIM)三.太阳能光电转换90年代以来,在可持续发展战略的推动下,可再生能源技术进入了快速发展的阶段。建筑将成为光伏应用的最大市场,建筑光伏集成有许多优点:①具有高技术、无污和自供电的特点,能够强化建筑物的美感和建筑质量;②光伏部件是建筑物总构成的一部分,除了发电功能外,还是建筑物耐候的外部蒙皮,具有多功能和可持续发展的特征;③分布型的太阳辐射和分布型的建筑物互相匹配;④建筑物的外壳能为光伏系统提供足够的面积;⑤不需要额外的昂贵占地面积,省去了光伏系统的支撑结构,省去了输电费用;⑥在用电地点发电,避免传输和分电损失(5一10%),降低了电力传输和电力分配的投资和维修成本。建筑光伏集成系统既适用于居民住宅,也适用商业、工业和公共建筑,高速公路音障等,既可集成到屋顶,也可集成到外墙上;既可集成到新设计的建筑上,也可集成到现有的建筑上。光伏建筑集成近年来发展很炔,许多国家相继制定了本国的光伏屋顶计划。建筑自身能耗占世界总能耗的1/3,是未来太阳能光伏发电的最大市场。光伏系统和建筑结合将根本改变太阳能光伏发电在世界能源中的从属地位,前景光明。以材料区分,太阳电池有晶硅电池,非晶硅薄膜电池,铜钢硒(CIS)电池,碲化镉(CdTe)电池,砷化稼电池等,而以晶硅电池为主导。由于硅是地球上储量第二大元素,作为半导体材料,人们对它研究得最多、技术最成熟,而且晶硅性能稳定、无毒,因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。人们首先使用高纯硅制造太阳电池(即单晶硅太阳电池)。由于材料昂贵,这种太阳电池成本过高,初期多用于空间技术作为特殊电源,供人造卫星使用。七十年代开始,把硅太阳电池转向地面应用。采用废次单晶硅或较纯的冶金硅专门生产太阳能级硅材料,以及利用多晶硅生产硅太阳电池,均能大幅度