太陽(yáng)能燈

簡(jiǎn)介

　　太陽(yáng)能（SolarEnergy），一般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽(yáng)光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚(yú)等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽(yáng)能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)能等等。

原理

　　太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1367w/㎡。地球赤道的周長(zhǎng)為40000km，從而可計(jì)算出，地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/㎡，地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡，相當(dāng)于有102000TW的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（能源的一萬(wàn)多倍，但太陽(yáng)能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

　　盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能，所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大，狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

　　太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

趨勢(shì)

　　隨著地球資源的日益貧乏，基礎(chǔ)能源的投資成本日益攀高，各種安全和污染隱患可謂是無(wú)處不在。這樣，太陽(yáng)能照明產(chǎn)品隨著太陽(yáng)能熱水器普及之后應(yīng)然而生，在這里我們就太陽(yáng)能燈具和使用市電燈具的效果作實(shí)用對(duì)比。

　　*對(duì)比一市電照明燈具安裝復(fù)雜：在市電照明燈具工程中有復(fù)雜的作業(yè)程序，首先要鋪設(shè)電纜，這里就要進(jìn)行電纜溝的開(kāi)挖、鋪設(shè)暗管、管內(nèi)穿線、回填等大量基礎(chǔ)工程。然后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問(wèn)題，則要大面積返工。而且地勢(shì)和線路要求復(fù)雜、人工和輔助材料成本高昂。太陽(yáng)能照明燈安裝簡(jiǎn)便：太陽(yáng)能燈具安裝時(shí)，不用鋪設(shè)復(fù)雜的線路，只要做一個(gè)水泥基座，然后用不銹鋼螺絲固定就可。

　　*對(duì)比二市電照明燈具電費(fèi)高昂：市電照明燈具工作中有固定高昂的電費(fèi)，要長(zhǎng)期不間斷對(duì)線路和其它配置進(jìn)行維護(hù)或更換，維護(hù)成本逐年遞增。太陽(yáng)能照明燈具免電費(fèi)：太陽(yáng)能照明燈具是一次性投入，無(wú)任何維護(hù)成本，三年可收回投資成本，長(zhǎng)期受益。

　　*對(duì)比三市電照明燈具有安全隱患：市電照明燈具由于在施工質(zhì)量、景觀工程的改造、材料老化、供電不正常、水電氣管道的沖突等方面帶來(lái)諸多安全隱患。太陽(yáng)能照明沒(méi)有安全隱患：太陽(yáng)能燈具是超低壓產(chǎn)品，運(yùn)行安全可靠。

　　太陽(yáng)能照明的其它優(yōu)勢(shì)：綠色環(huán)保，能為高尚生態(tài)小區(qū)的開(kāi)發(fā)和推廣增加新的賣(mài)點(diǎn)；可持續(xù)降低物業(yè)管理成本，減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M(fèi)用。綜上對(duì)比所述，太陽(yáng)能照明之安全無(wú)隱患、節(jié)能無(wú)消耗、綠色環(huán)保、安裝簡(jiǎn)便、自動(dòng)控制免維護(hù)等固有的特性將為樓盤(pán)的銷售、市政工程的建設(shè)直接帶來(lái)明顯可利用的優(yōu)勢(shì)。

性能

　　太陽(yáng)能燈，可廣泛用于草地、廣場(chǎng)、公園等場(chǎng)合的點(diǎn)綴裝飾，屬于燈具技術(shù)領(lǐng)域。其主要采用燈罩連接底托，電池板置于電池盒上內(nèi)置于燈罩內(nèi)，電池盒安裝在底托上，發(fā)光二極管安裝在電池板上，太陽(yáng)能電池板采用導(dǎo)線連接可充蓄電池及控制電路。實(shí)用新型結(jié)構(gòu)一體性、簡(jiǎn)單、緊湊，合理；無(wú)外接電源線，使用安裝方便，外形美觀；由于采用發(fā)光二極管置于底托內(nèi)，發(fā)光后整個(gè)燈體都被照亮，光感效果更佳；所有電器元件內(nèi)置，具有很好的實(shí)用性。包括蛇形燈、板型燈、太陽(yáng)能霓虹燈、按摩燈等多種。

　　在實(shí)踐中，當(dāng)然，太陽(yáng)能室外照明有點(diǎn)更加復(fù)雜。除了大容量電池和太陽(yáng)能電池板，該系統(tǒng)還包括先進(jìn)的專用監(jiān)控器，而停止照明工作時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電的電池開(kāi)始充電，然后重新充滿電時(shí)，就得到更多的動(dòng)力。這個(gè)關(guān)鍵就是太陽(yáng)室外照明、太陽(yáng)能光伏房子裝太陽(yáng)能電池板,都有一個(gè)專用的微處理器控制系統(tǒng)和電池。它是連接到專門(mén)設(shè)計(jì)的負(fù)載燈配有超反射率和高能量鎮(zhèn)流器。具有亮度高、安裝簡(jiǎn)便、工作可靠、不敷設(shè)電纜、不消耗常規(guī)能源、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。采用高亮度LED發(fā)光二極管設(shè)計(jì)，無(wú)需人工操作，天黑燈具自動(dòng)點(diǎn)亮，天亮自動(dòng)熄滅。產(chǎn)品時(shí)尚感強(qiáng)、質(zhì)感亮麗、精細(xì)、具有現(xiàn)代感，主要應(yīng)用于小區(qū)綠化帶、工業(yè)園區(qū)綠化帶、旅游風(fēng)景區(qū)、公園、庭院、廣場(chǎng)綠地等場(chǎng)所的亮化裝飾。

工作原理

　　太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為：

　　太陽(yáng)能電池板

　?。ㄒ唬┨?yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本；

　　太陽(yáng)能控制器

　?。ǘ┨?yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_(kāi)關(guān)、時(shí)控開(kāi)關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)；

　　蓄電池

　?。ㄈ┬铍姵兀阂话銥殂U酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)。

　　逆變器

　?。ㄋ模┠孀兤鳎涸诤芏鄨?chǎng)合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽(yáng)能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場(chǎng)合，需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí)，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能（注意，不是簡(jiǎn)單的降壓）。

　　影響因素

　　太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮如下因素：

　　Q1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用？該地日光輻射情況如何？

　　Q2、系統(tǒng)的負(fù)載功率多大？

　　Q3、系統(tǒng)的輸出電壓是多少，直流還是交流？

　　Q4、系統(tǒng)每天需要工作多少小時(shí)？

　　Q5、如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣，系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天？

　　Q6、負(fù)載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動(dòng)電流多大？

　　Q7、系統(tǒng)需求的數(shù)量。[2]編輯本段研究方向

　　太陽(yáng)能發(fā)電，并不算昂貴。如果國(guó)家當(dāng)機(jī)立斷，推出鼓勵(lì)發(fā)展綠色能源的產(chǎn)業(yè)政策，隨著技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能發(fā)電的成本，還將進(jìn)一步降低。”他的這番話引起了記者的好奇，記者采訪了許多專家，請(qǐng)他們共同探討：該怎么做，才能讓太陽(yáng)能電力盡量為人類和環(huán)境造福。

　　產(chǎn)業(yè)應(yīng)用消納研發(fā)成本

　　中科院電工所研究員馬勝紅說(shuō)，一項(xiàng)新技術(shù)，在發(fā)展的不同階段，有不同的應(yīng)用需求。同其他可再生能源發(fā)電技術(shù)相比，光伏發(fā)電在解決邊遠(yuǎn)地區(qū)分散的村落和農(nóng)牧戶供電方面有突出的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，將在解決中國(guó)3000萬(wàn)遠(yuǎn)離電網(wǎng)的群眾供電發(fā)揮主要作用。在一些特殊領(lǐng)域，光伏發(fā)電已經(jīng)迅速崛起，在航天電源、通訊機(jī)站無(wú)人值守電源、管道陰極保護(hù)、軍事野戰(zhàn)電源、玩具、鐘表、街燈、庭院燈以及最近興起的環(huán)保建筑等許多領(lǐng)域，已經(jīng)顯示出“比較優(yōu)勢(shì)”。產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用能夠消納不少研究成本，進(jìn)而推動(dòng)技術(shù)研究的深入，找到更合適的材料和降低成本的解決方案。

前景應(yīng)用

　　什么是LED

　　LED（LightEmittingDiode），又稱發(fā)光二極管，它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見(jiàn)光。

　　LED有哪些優(yōu)點(diǎn)

　　★高效節(jié)能一千小時(shí)僅耗幾度電（普通60W白熾燈十七小時(shí)耗1度電，普通10W節(jié)能燈一百小時(shí)耗1度電）

　　★超長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體芯片發(fā)光，無(wú)燈絲，無(wú)玻璃泡，不怕震動(dòng)，不易破碎，使用壽命可達(dá)五萬(wàn)小時(shí)（普通白熾燈使用壽命僅有一千小時(shí)，普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時(shí)）

　　★光線健康光線中不含紫外線和紅外線，不產(chǎn)生輻射（普通燈光線中含有紫外線和紅外線）

　　★綠色環(huán)保不含汞和氙等有害元素，利于回收和利用，而且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾（普通燈管中含有汞和鉛等元素，節(jié)能燈中的電子鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生電磁干擾）

　　★保護(hù)視力直流驅(qū)動(dòng)，無(wú)頻閃（普通燈都是交流驅(qū)動(dòng)，就必然產(chǎn)生頻閃）

　　★光效率高，發(fā)熱?。?0%的電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光（普通白熾燈80%的電能轉(zhuǎn)化為熱能，僅有20%電能轉(zhuǎn)化為光能）

　　★安全系數(shù)高所需電壓、電流較小，發(fā)熱較小，不產(chǎn)生安全隱患，可用于礦場(chǎng)等危險(xiǎn)場(chǎng)所

　　★市場(chǎng)潛力大低壓、直流供電，電池、太陽(yáng)能供電即可，可用于邊遠(yuǎn)山區(qū)及野外照明等缺電、少電場(chǎng)所。

　　技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)成本降低

　　過(guò)去使用硅作為太陽(yáng)能電池材料，而中國(guó)目前生產(chǎn)硅片的能力還太低，多數(shù)材料都依靠進(jìn)口，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池成本太高。要使太陽(yáng)能發(fā)電得到大規(guī)模推廣，科學(xué)家必須降低太陽(yáng)能電池材料的成本，或找到更廉價(jià)的太陽(yáng)能電池材料。

　　中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)光伏專業(yè)委員會(huì)主任趙玉文說(shuō)，太陽(yáng)能電池目前的價(jià)格大約為3.15美元/瓦，并網(wǎng)系統(tǒng)價(jià)格為6美元/瓦，發(fā)電成本為0.25美元/瓦。最近完成的8兆瓦并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的前期研究表明，目前完全商業(yè)化運(yùn)作的并網(wǎng)光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)大約為每度電3.4元，尚無(wú)法同火電、風(fēng)電等競(jìng)爭(zhēng)。但是世界上近期的大規(guī)模市場(chǎng)發(fā)展和快速的技術(shù)進(jìn)步正在使光伏系統(tǒng)設(shè)備和發(fā)電成本有效降低，預(yù)計(jì)到2010年光伏系統(tǒng)將降到3美元/瓦左右，發(fā)電成本將下降到每度0.1美元———也就是人民幣1塊錢(qián)左右。他說(shuō)：“當(dāng)前火電成本日漸上漲，發(fā)展太陽(yáng)電力能正逢其時(shí)。”

　　中科院半導(dǎo)體所所長(zhǎng)李晉閩透露，該所最近在太陽(yáng)能電池研究上也取得了重大突破，他們利用某些‘化學(xué)半導(dǎo)體"材料，大大提高了光電轉(zhuǎn)換效率；加上對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了精心整合，在模擬空間的環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)26%的轉(zhuǎn)化效率，而在地面環(huán)境下，其轉(zhuǎn)換效率能超過(guò)30%。這樣,成本就不是問(wèn)題。

　　轉(zhuǎn)換觀念是當(dāng)務(wù)之急

　　前景

　　幾位太陽(yáng)能方面的專家前不久起草了“關(guān)于制定階梯電價(jià)和促進(jìn)中國(guó)[3]發(fā)展的議案”建議稿，起草人之一、中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)光伏專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事王斯成說(shuō)：“從資源的數(shù)量、分布的普遍性、技術(shù)的可靠性來(lái)看，光伏發(fā)電比其他可再生能源更具有優(yōu)越性，目前成本較高的障礙正在隨著技術(shù)進(jìn)步和大規(guī)模生產(chǎn)而減小，光伏發(fā)電將成為未來(lái)電力的重要構(gòu)成是勿庸質(zhì)疑的。”專家建議，中國(guó)的目標(biāo)應(yīng)該在2020年使光伏發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到30000兆瓦，使光伏發(fā)電量達(dá)到屆時(shí)全國(guó)發(fā)電量的1%。

　　雖然這個(gè)指標(biāo)同歐、美、日國(guó)家的目標(biāo)相比差距還相當(dāng)大，但要想達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，要排除諸多障礙。專家指出，在世界上許多國(guó)家，光伏發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展軌道；在荒漠大規(guī)模并網(wǎng)和光伏建筑一體化領(lǐng)域具有良好的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展前景，是可再生能源應(yīng)用的重要組成部分。近年來(lái)全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)以平均30%以上的速率迅猛增長(zhǎng)，2002年的系統(tǒng)產(chǎn)值達(dá)到35億多美元。預(yù)計(jì)在各國(guó)減排行動(dòng)和優(yōu)惠政策的拉動(dòng)下，產(chǎn)業(yè)發(fā)展將進(jìn)一步加快。中國(guó)只要出臺(tái)相應(yīng)政策、培育規(guī)范的規(guī)模市場(chǎng)、加大投入、加速能力建設(shè)，中國(guó)企業(yè)完全有條件依托國(guó)內(nèi)市場(chǎng)挺進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)，進(jìn)入國(guó)際十強(qiáng)。

分類

　　⑴太陽(yáng)能家用照明燈

　　與普通LED燈相比，太陽(yáng)能燈內(nèi)置鋰電池或鉛酸蓄電池，外接一塊或多塊太陽(yáng)能板對(duì)其充電，一般充電時(shí)間為8小時(shí)候左右，使用時(shí)長(zhǎng)達(dá)8-24小時(shí)。一般帶充電或遙控功能，外形根據(jù)用戶需求各異。

　?、铺?yáng)能信號(hào)燈

　　航海、航空和陸上交 通信 號(hào)燈的作用至關(guān)重要，許多地方電網(wǎng)不能供電，而太陽(yáng)能信號(hào)燈可解決供電問(wèn)題，光源以小顆粒定向發(fā)光的LED為主。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　?、翘?yáng)能草坪燈

　　光源功率0.1~1W，一般采用小顆粒發(fā)光二極管（LED）作為主要光源。太陽(yáng)能電池板功率為0.5~3W，可采用1.2V鎳電池等二電池。

　　⑷太陽(yáng)能景觀燈

　　應(yīng)用于廣場(chǎng)、公園、綠地等場(chǎng)所，采用各種造型的小功率LED點(diǎn)光源、線光源，也有冷陰極造型燈來(lái)美化環(huán)境。太陽(yáng)能景觀燈可以不破壞綠地而得到較好的景觀照明效果。

　?、商?yáng)能標(biāo)識(shí)燈

　　用于夜晚導(dǎo)向指示、門(mén)牌、路口標(biāo)識(shí)的照明。對(duì)光源的光通量要求不高，系統(tǒng)的配置要求較低，使用量較大。標(biāo)識(shí)燈的光源一般可采用小功率LED或冷陰極燈。

　?、?span id="yqegwco" class="hrefStyle">太陽(yáng)能路燈

　　應(yīng)用于村鎮(zhèn)道路和鄉(xiāng)村公路，是目前太陽(yáng)能光伏照明裝置主要應(yīng)用之一。采用的光源有小功率高壓氣體放電（HID）燈、熒光燈、低壓鈉燈、大功率LED。由于其整體功率的限制，應(yīng)用于城市主干道上的案例不多。隨著與市政線路的互補(bǔ)，宇翔太陽(yáng)能光伏照明路燈在主干道上的應(yīng)用將越來(lái)越多。

　?、颂?yáng)能殺蟲(chóng)燈

　　應(yīng)用于果園、種植園、公園、草坪等場(chǎng)所。一般采用具有特定光譜的熒光燈，比較先進(jìn)的使用LED紫光燈，通過(guò)其特定譜線輻射誘殺害蟲(chóng)。

　　⑻太陽(yáng)能手電筒

　　采用LED作為光源，可以在野外活動(dòng)或緊急情況時(shí)使用。

　?。?）太陽(yáng)能庭院燈

　　應(yīng)用于城市道路、商住小區(qū)、公園、旅游景區(qū)、廣場(chǎng)等照明及裝飾。也可以根據(jù)用戶需要將上述的市電照明系統(tǒng)改成造成太陽(yáng)能照明系統(tǒng)。[4]編輯本段發(fā)展?jié)摿?/p>

　　太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)將大有所為

　　在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，技術(shù)最復(fù)雜的組成部分應(yīng)屬太陽(yáng)能電池?？梢哉f(shuō)，太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心，其開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)直接影響到太陽(yáng)能發(fā)電的普及和發(fā)展。

　　太陽(yáng)能電池的主要原理是通過(guò)使用半導(dǎo)體材料，將較薄的N型半導(dǎo)體置于較厚的P型半導(dǎo)體上，當(dāng)光子撞擊該裝置的表面時(shí)，P型和N型半導(dǎo)體的接合面有電子擴(kuò)散產(chǎn)生電流，可利用上下兩端的金屬導(dǎo)體將電流引出利用。

　　太陽(yáng)能電池的種類根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)能電池可分為：1、硅太陽(yáng)能電池；2、以無(wú)機(jī)鹽如砷化鎵Ⅲ－V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；3、功能高分子材料制備的太陽(yáng)能電池；4、納米晶太陽(yáng)能電池等。

　　硅是最理想的太陽(yáng)能電池材料，這是太陽(yáng)能電池以硅材料為主的主要原因。在以上電池中單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟，光電轉(zhuǎn)化效率可達(dá)23.3%。在制作過(guò)程中，一般采用表面織構(gòu)化、發(fā)射區(qū)鈍化、分區(qū)摻雜等技術(shù)。但由于單晶硅材料價(jià)格及相應(yīng)的繁瑣工藝影響，單晶硅成本價(jià)格居高不下，大幅降低成本非常困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電的大規(guī)模普及。

　　隨著新材料的不斷開(kāi)發(fā)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，以其它材料為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池也愈來(lái)愈顯示出誘人的前景。目前國(guó)際低成本大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的研究主要集中在多晶硅、大面積薄膜非晶硅、CdTe電池、CIS電池的制造技術(shù)，Ⅲ－V族化合物半導(dǎo)體高效光電池，非晶硅及結(jié)晶硅混合型薄膜光電池等方面。

　　如果說(shuō)單晶硅的特點(diǎn)是效率高、成本高，其它材料電池的難題無(wú)疑是低成本、轉(zhuǎn)化弱。與單晶硅太陽(yáng)能電池相比，除多晶硅、碲化鎘等外，其它材料電池的光電轉(zhuǎn)化效率普遍未超過(guò)15%。

　　中國(guó)太陽(yáng)能電池的發(fā)展中國(guó)于1958年開(kāi)始研究太陽(yáng)能電池，1971年首次應(yīng)用于中國(guó)發(fā)射的衛(wèi)星上。1973年開(kāi)始將太陽(yáng)能電池用于地面。由于受到價(jià)格和產(chǎn)量的限制，市場(chǎng)發(fā)展很緩慢，除了作為衛(wèi)星電源，在地面上太陽(yáng)能電池僅用于小功率電源系統(tǒng)，如航標(biāo)燈、鐵路信號(hào)系統(tǒng)等。

　　2002年，國(guó)家有關(guān)部委啟動(dòng)了“西部省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)通電計(jì)劃”，通過(guò)光伏和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)的用電問(wèn)題。這一項(xiàng)目的啟動(dòng)大大刺激了太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)建起了幾條太陽(yáng)能電池的封裝線，使太陽(yáng)能電池的年生產(chǎn)量迅速增加。

應(yīng)用

　　目前太陽(yáng)能電池已經(jīng)開(kāi)始廣泛用于通信、交通、民用產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域，光伏發(fā)電不但列入到國(guó)家的攻關(guān)計(jì)劃，而且列入國(guó)家電力建設(shè)計(jì)劃，同時(shí)也在一些重大工程項(xiàng)目中得到應(yīng)用。目前，光伏發(fā)電已遍及中國(guó)西部各省區(qū)，以及中部和東部的部分省、直轄市、自治區(qū)，總投入已經(jīng)超過(guò)30億元。

　　太陽(yáng)能電池高效和低價(jià)統(tǒng)一始終是國(guó)際開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。與此相同，中國(guó)產(chǎn)品生產(chǎn)、推廣的根本問(wèn)題也集結(jié)于此。草原、海島、沙漠等無(wú)電地區(qū)需求巨大，但價(jià)格的可承受性、生產(chǎn)規(guī)模不足和產(chǎn)品針對(duì)性較弱等方面的問(wèn)題十分突出。而在城市電力系統(tǒng)中，高昂的一次性投資成本無(wú)疑更為產(chǎn)品推廣增加了難度。因此，提高效率，降低成本，擴(kuò)大規(guī)模應(yīng)是現(xiàn)今開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的主題。

未來(lái)發(fā)展

　　在具體操作方面：多晶硅太陽(yáng)能電池的研究應(yīng)把攻關(guān)與引進(jìn)結(jié)合起來(lái)，盡快建立一條年生產(chǎn)能力為兆瓦級(jí)的生產(chǎn)線；單晶硅太陽(yáng)能電池重點(diǎn)提高組件的效率，降低生產(chǎn)成本；加速開(kāi)發(fā)新型太陽(yáng)能電池。具體標(biāo)準(zhǔn)：兆瓦級(jí)多晶硅太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)線的建立主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：組件效率13%，組件壽命20～25年；單晶硅太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)線的技術(shù)改造主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：組件效率14%～15%，組件壽命20～25年。

　　要在現(xiàn)有技術(shù)條件下快速發(fā)展，太陽(yáng)能電池行業(yè)應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)小型光電源產(chǎn)業(yè)化；著重開(kāi)發(fā)100千瓦容量以下的獨(dú)立運(yùn)行光伏電站系列化、規(guī)范化、商品化研究并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)，并為大規(guī)模應(yīng)用做好前期準(zhǔn)備。

　　在具體標(biāo)準(zhǔn)方面：小功率光伏電源產(chǎn)業(yè)化功率范圍：千瓦級(jí)、百瓦級(jí)產(chǎn)業(yè)規(guī)模：總?cè)萘看笥?兆瓦系統(tǒng)造價(jià)：比“八五”平均價(jià)格降低30%以上太陽(yáng)能；獨(dú)立運(yùn)行光伏電站系列化、規(guī)范化、商品化。功率范圍：10千瓦～100千瓦系統(tǒng)造價(jià)：比“八五”平均價(jià)格降低30%以上；并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)研究和示范。兆瓦級(jí)并網(wǎng)光伏電站的前期研究，10千瓦并網(wǎng)光伏示范電站、100千瓦并網(wǎng)光伏電站用逆變器研制，光伏電站運(yùn)行及與電力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　太陽(yáng)能燈由太陽(yáng)能電池組件、部分LED燈具、控制箱(其控制箱內(nèi)有充電器、控制器、蓄電池)和燈桿幾部分構(gòu)成。太陽(yáng)能電池板光效達(dá)到127Wp/m2，效率較高，對(duì)系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常有利；燈頭部分以1W白光LED和1W黃光LED集成于印刷電路板上排列為一定間距的點(diǎn)陣作為平面發(fā)光源。控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì)，美觀耐用；控制箱內(nèi)放置免維護(hù)鉛酸蓄電池和采用慢脈沖快速充放電專利技術(shù)研制成功的太陽(yáng)能路燈專用充電控制器。系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護(hù)很少，故又被稱為“免維護(hù)電池”，有利于降低系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用；充放電控制器在設(shè)計(jì)上兼顧了功能齊備(具備光控、時(shí)控、過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)和反接保護(hù)等)與成本控制，實(shí)現(xiàn)很高的性價(jià)比。

　　太陽(yáng)能燈系統(tǒng)，特別是太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)，是一個(gè)綜合性的綠色照明解決方案，其結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)關(guān)鍵組件構(gòu)成：

1. 太陽(yáng)能電池板

　　功能：太陽(yáng)能電池板是系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能。它通常采用單晶硅或多晶硅材料制成，表面覆蓋有強(qiáng)化玻璃和防水密封材料，以確保在戶外環(huán)境中的長(zhǎng)期可靠性和穩(wěn)定性。

　　特點(diǎn)：太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。其輸出正負(fù)極在連接到控制器前需采取措施避免短接，且組件與支架連接時(shí)要牢固可靠。

2. 蓄電池

　　功能：蓄電池用于儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池板在白天所發(fā)的電能，以供夜晚或陰雨天使用。它是整個(gè)系統(tǒng)能夠持續(xù)供電的關(guān)鍵。

　　類型：常見(jiàn)的蓄電池類型包括鉛酸蓄電池、凝膠蓄電池和鋰電池。鋰電池因其體積小、重量輕、環(huán)保性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為主流選擇。

　　特點(diǎn)：蓄電池需要具備良好的防水性能和穩(wěn)定的充放電性能，以防止過(guò)充和過(guò)放，從而延長(zhǎng)使用壽命。

3. 控制器

　　功能：控制器是太陽(yáng)能燈系統(tǒng)中的智能部分，負(fù)責(zé)控制充放電過(guò)程及燈具的開(kāi)關(guān)。它可以根據(jù)光照強(qiáng)度和電池電量自動(dòng)調(diào)整工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

　　特點(diǎn)：現(xiàn)代控制器通常集成有光控、時(shí)間控制等多種控制模式，并具備防水防塵功能。同時(shí)，它還能對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)和過(guò)放電保護(hù)的作用，確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

4. LED燈具

　　功能：LED燈具是太陽(yáng)能燈的發(fā)光部件，以其高效節(jié)能、壽命長(zhǎng)、環(huán)保無(wú)污染等特點(diǎn)成為首選光源。

　　特點(diǎn)：LED燈具通常配備有專門(mén)設(shè)計(jì)的透鏡，以確保光線分布均勻，提高照明效果。同時(shí)，其低功耗特性也符合太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的需求。

5. 燈桿及支架系統(tǒng)

　　功能：燈桿是支撐LED燈具、太陽(yáng)能電池板和部分控制器組件的結(jié)構(gòu)部件。支架系統(tǒng)則用于固定太陽(yáng)能電池板，確保其能夠充分接收太陽(yáng)輻射。

　　特點(diǎn)：燈桿通常由鋼材制成，表面經(jīng)過(guò)熱鍍鋅、噴塑等處理以防止腐蝕。其高度和結(jié)構(gòu)根據(jù)照明要求和環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)，以確保最佳的照明效果和視覺(jué)效果。

6. 基礎(chǔ)設(shè)施及配線

　　基礎(chǔ)設(shè)施：包括燈桿基礎(chǔ)和固定件等，用于將燈桿穩(wěn)定安裝在地面上。燈桿基礎(chǔ)通常采用混凝土澆筑，固定件包括螺栓、螺母等連接件。

　　配線及連接器：用于連接太陽(yáng)能電池板、蓄電池、控制器和LED燈具，確保電能順暢傳輸。這些配件需要具備優(yōu)良的防水性能，以保證在各種氣候條件下的可靠連接。

7. 保護(hù)器件

　　功能：保護(hù)器件包括熔斷器、避雷器和其他安全組件，用于保護(hù)太陽(yáng)能燈系統(tǒng)在遭受突發(fā)事件（如電路短路、雷擊等）時(shí)不受損害。

　　綜上所述，太陽(yáng)能燈系統(tǒng)通過(guò)各組件的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了利用太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能進(jìn)行夜間照明的目標(biāo)。其結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、環(huán)保節(jié)能，具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)展趨勢(shì)

　　利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電是是能源利用不可逆變的潮流。中國(guó)已成為全世界僅次于美國(guó)的第二大電力消費(fèi)市場(chǎng)，需求增長(zhǎng)速度為全球之冠。但石油能源的緊張、煤炭資源的告急使得現(xiàn)有發(fā)電方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電力消費(fèi)需求，太陽(yáng)能發(fā)電推廣相當(dāng)迫切，市場(chǎng)潛力十分巨大。針對(duì)市場(chǎng)，加速發(fā)展，太陽(yáng)能電池行業(yè)必定大有可為。