有机太阳能电池光电转化率创纪录

光学精密机械

2018第2期（总第149期）

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在线发表在著名国际期刊《物理评论B》上。

近年来，凝聚态物理领域的重要事件是在203K 发现了硫氢体系具有超导电性。而硒作为硫同一主族元素，硒氢体系的研究也引起了广泛关注。此前，有研究单位通过第一性原理和密度泛函理论，预测出硒氢体系也存在几种高温超导体。但是这几种材料在自然界中并不存在，因此合成出这几种硒氢材料是研究硒氢体系超导电性的先决条件。

固体物理研究所的研究团队利用金刚石对顶砧高压技术，通过外施压力改变分子间相互作用，并结合激光加热技术诱导压腔内硒和氢发生化学反应，成功合成硒

的新型氢化物。研究发现，当压力超过5GPa 时，高压腔内的硒—氢气的拉曼光谱呈现出新的硒—氢和氢—氢振动模式，且其震动模式随压力变化。高压同步辐射X 射线衍射分析表明，这种新的氢化物为理论预测中具有特殊空间群的硒的新型氢化物。该氢化物在低温下可以稳定到至少40GPa，并在23GPa 出现疑似的金属化现象。而且，这种硒的新型氢化物在高压下的行为与具有超导电性的硫氢体系相似，但合成的压力远低于后者。结合理论预测，硒氢体系很有可能会在较低压力下实现超导转变。硒的新型氢化物的合成对于研究硒氢体系的超导电性具有重要意义

有机太阳能电池光电转化率创纪录

据美国每日科学网站近日报道，美国密歇根大学科学家展示了光电转化效率高达15%的有机太阳能电池，新成果将进一步促进更柔性、更廉价太阳能电池的商用。

研究人员估计，如果有机太阳能电池的光电转化效率能够达到15%，且使用寿命达到20年，那么，其发电成本仅为每千瓦时7美分。而美国能源信息署的数据显示，2017年，美国的平均发电成本为每千瓦时10.5美分。

有机太阳能电池与传统的无机电池相比具有多项优势。硅基无机太阳能电池板制造成本高昂，但基于碳的有机太阳能电池可以廉价地制造成卷，这些卷足够薄，可在建筑物或服装内弯曲和扭曲，并可以制成任何颜色，甚至透明，从而与周围环境相匹配。

但有机太阳能电池的光电转化效率比较低，在与普通能源的竞争中只能甘拜下风。研究第一作者车小洲（音译）说：“过

太阳能电池发展现状综述

太阳能电池发展现状综述 摘要：随着社会的发展，传统能源消耗殆尽,能源越来越收到重视。其中发展前景最为广阔的莫过于太阳能。太阳能绿色环保，因此逐渐受到了人们的普遍重视。太阳能已成为新能源领域最具活力的部分，世界各国都致力于发展太阳能。本文主要阐述了太阳能电池的发展历程，太阳能电池的种类，太阳能电池的现状以及发展前景. 关键词：太阳能电池；太阳能电池种类；发展现状； Narration on the Current Situation of Solar Battery Abstract:With the development of society, traditional energy will be used up in a short time.Eneygy are being payed more and more attention.And the solar energy is the most promising.Because of its’environmental protection,it gets widespread attention. Solar energy has become the most vibrant part among the new energy field,and all countrise tried their best to develop solar energy.This article mainly explains the development of solar battery,the types of solar battery,curent situation of solar battery and its’ prospect. Key Words:solar battery; types of solar battery; curent situation of solar battery 1引言 随着经济的发展，能源的重要性日趋凸显。但是石油、煤等不可生起源消耗殆尽，人们开始探索新的能源。太阳能取之不尽用之不竭，因此受到了人们的亲睐。在太阳能电池领域中，太阳能的光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域[1]．太阳能电池的研制和开发日益得到重视．制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础．其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转化反应。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：①硅太阳能电池；②以无机盐如砷化镓Ⅲ一V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；③纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：①半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率；③材料本身对环境不造成污染；④材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料[2]．这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因. 本文简要地综述了太阳能电池发展进程，太阳能电池的种类，以及发展现状，并讨论了太阳能电池的发展趋势。 2太阳能电池现状及其前景

苏科初中物理九下《18.4能量转化的基本规律》word教案 (3)

四、能量转化的基本规律 学习要求 1．知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的分析物理现象的意识。 2.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。 3.讨论和分析两个具体的永动机设计方案，说明永动机是不可能的。 学习指导 1．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。一切有能量转化或转移的场合，大到宇宙、小到原子核内部，也不论是生物、化学还是物理、地质现象，都遵守能量守恒定律。自然界中能的总量保持不变，但是对于某一物体可能改变。 2．能量转化和转移的方向性：热量只能从高温物体转移到低温物体，不能相反，具有方向性，否则就要消耗其他的能。不是什么能源都可以利用，能源的利用是有条件的，也是有代价的，有的东西能成为能源，有的则不能。虽然能量在转化和转移的过程中是守恒的，但具有方向性，因此我们一定要节约能源。 典型范例 例题市场经济的今天，一些厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的做法，纷纷对产品进行广告宣传。可是有些厂商在广告上弄虚作假，夸大其词，欺骗消费者。如某品牌电热水器这样写道：“我厂电热水器功率只有55W，烧开一瓶水只需5min，节钱省电，最适合普通家庭使用。”这则广告可信吗？ 精析：电热水器烧开水，是电能转化为热能被水吸收的过程。方法一：根据题意求出电热水器所产生的热能，再利用热量公式，算出这些热量能够烧开多少质量的水，与事实进行比较，判断信息是否可信；方法二：先求出电热电热水器所产生的热能，再估算出烧开一瓶水所需要的热量，两者进行比较，判断信息是否可信，判断的依据是能量守恒定律。 全解：方法一：电热水器产生的热能为W=Pt=55W×5×60s=1.65×104J。 假设一般情况下烧开水是把水从20℃加热到100℃，则这些热量可以烧开的水的质量m＝ Q c△t ＝ W c△t ＝ 1.65×104J 4.2×103J/（kg·℃×（100℃-20℃）） ＝0.049kg。

有机太阳能电池实验报告

有机太阳能电池实验报告 实验项目名称P3HT-PC61BM 体异质结聚合物太阳能 电池器件制作与性能测试 实验日期 指导老师 实验者 学号 专业班级 第一部分:实验预习报告 一、实验目的 通过在实验室现场制作P3HT-PC61BM 聚合物体异质结太阳能电池器件以及开展电池性能测试,了解有机太阳能电池的制作工艺与流程,熟悉相关的加工处理与分析测试设备工作原理与使用方法,加深对有机太阳能电池的感性认识,提高学生的实际操作能力,培养学生对科学研究的兴趣。 二、实验仪器 电子分析天平、加热磁力搅拌器、超声仪、紫外臭氧清洗系统、旋涂仪、 惰性气体操作系统、真空蒸镀系统、太阳光模拟器、数字源表、台阶仪 三、实验要求 1、严格按照实验室要求与规范开展实验,未经允许不得随意触摸或按动设备开关或按钮以及设备控制系统。 2、实验期间保持室内安静,保持实验室内清洁卫生。 3、熟悉有机太阳能电池加工与测试相关设备、原理与方法。 四、实验内容与实验步骤 1.聚合物体异质结加工溶液的配制(活性层P3HT:PCBM 溶液的配制) 在手套箱外称取所需的P3HT 5、6mg 与PCBM 5、6mg,混合好装入带有磁子的5mL 瓶子中,转移到手套箱中;用一次性注射器吸取0、33mL oDCB(邻二氯苯)溶剂,配成17mg mL-1的溶液,放到加热台(加热台需要 5 分钟的稳定时间)上,设置温度为85℃,搅拌1h 后,冷却至室温待用。 2.导电玻璃表面清洁与处理。 A.首先确认ITO 面,用万用电表(打到Ω档)测试其表面电阻,有电阻的一面为ITO,在其反面的边缘处刻‘上’字(见下图)。将ITO 依次放到去离子水、丙酮与异丙醇中超声清洗10 分钟。每次超声完毕,用镊子取出ITO,用同样的溶剂反复冲洗两面三次,之后用氮气枪迅速吹干,立刻放到盛有下一种溶剂的容器中清洗。最后将用氮气枪吹干的ITO 转移到六孔板中转移至紫外/臭氧清洗机(操作详见其说明)中,将ITO面朝上,表面清洁处理10 分钟后,将ITO 取出并置于六孔板中待旋涂PEDOT:PSS(ITO 面朝下)。

太阳能电池物理学习题答案

1.电子空穴对的产生以及复合：太阳能电池通过吸收光子提供一电子-空穴对的最小的激发能量Eg，把电子从价带碰撞进入导带，这样就产生了电子-空穴对。电子-空穴对能够在半导体中产生，也可以复合在半导体中消失。辐射复合是电子-空穴对产生的反过程（即一个电子从导带到价带中未被占领的状态跃迁，同时释放能量。 2.P_N结伏安特性曲线： 3.异质结：在电子和空穴的分离过程中，电子流向左方N型半导体，空穴流向右方P型半导体。此时，电子的电化学势能以及电子的费米能级朝右方衰减，此时，也存在着向错误方向的传输，即电子流向右方p型层，和空穴流向左方n 行层，于总电流相关的电科电流减少。而要解决这一问题需要一种结构。吸收半 导体位于中间，两侧分别拥有大的能隙，并且具有不同的电子亲和能。这种结构 叫做异质结。 4.非晶硅薄膜太阳能电池：一.优点：制作工艺简单，在制备非晶硅薄膜的同时就 能制作pin结构。可连续大面积自动化批量生产。非晶硅太阳能电池衬底材料可 以是玻璃，不锈钢等，因而成本低。可以设计成各种形式，利用集成型结构，可 获得更高的输出电压和光电转换效率。薄膜材料是用硅烷SiH4等的辉光放电分 解得到的，原材料价格低。缺点：初始光电转换效率较低，稳定性较差。二.a-Si 太阳能电池效率低的原因：1）a-Si材料的带隙较宽，实际可利用主要光谱域是 0.35-0.7Um波长，相对的较窄。2）电池开路电压与预期相差较大。迁移边存 在高密度的尾态。材料多缺陷，载流子扩散长度很短。3）a-Si材料隙态密度较高，载流子复合几率较大，二级管理向因子通常大于二，与n=1的理想情况相差较大。4）电池P区和N区的电阻率较高。TCO/p-a-si或者n-a-si接触电阻较高，甚至存在界面壁垒，带来附加的能量损失。 结构：非晶硅太阳能电池是以玻璃，不锈钢及特种塑料为衬底的电池，结构如图所示。为了焦山串联电阻，通常用激光器将TCO膜，非晶硅（a-Si）和铝电极膜分别切割成条状。非晶硅薄膜的制备：把硅烷(SiH4)等原料气体导入真空度保持在10～1000P 的反应室中，由于射频(RF) 电场的作用，产生辉光放电，原料气体被分解，在玻璃或者不锈钢等衬底上形成非晶硅薄膜材料。 5.影响太阳能转化效率的因素：能隙——半导体能隙在1eV到1.5eV之间对太阳能电池是适合的 6.光生伏打效应：当太阳光或其他光照射到太阳电池上的时候，电池吸收光能，产生电子-空穴对，在电池内建电场的作用下光生电子和空穴被分离，电池两端出现异号电荷的累积，即产生光生电压，这就是光生伏打效应。

有机太阳能电池研究进展(1)

专题介绍 有机太阳能电池研究进展 X 林　鹏,张志峰,熊德平,张梦欣,王　丽 (北京交通大学光电子技术研究所,信息存储、显示与材料开放实验室,北京,100044) 摘　要:有机太阳能电池与无机太阳能电池相比,还存在许多关键性问题。为了改善有机太阳能电池的性能,各种研究工作正在进行,这些研究主要是为了寻找新的材料,优化器件结构。对电池原理、部分表征方法、效率损失机制、典型器件结构、最近的发展、以及未来的发展趋势作了简要描述。 关键词:有机太阳能电池;器件结构;给体;受体;转换效率 中图分类号:T N 383 文献标识码:A 文章编号:1005-488X(2004)01-0055-06 Progres s in Study of Organic Sola r Ce ll LIN Peng ,ZHANG Zhi -feng ,XIONG De -ping ,ZHANG Meng -xin ,WANG Li (I nstitute of O p toelectronics T echnology ,Beij ing J iaotong University ,Beijing ,100044,China )Abstr act :Compaer ed with inorganic solar cells ,organic solar cells still have many critical pr oblems.In order to improve the properties of organic solar cells,a lot of different studies have been carried on.T he main purposes of these studies are to seek new mater ials and new device structure.A brief review of the theory of photovoltaic cells,along with some aspects of their characterization ,the basic efficiency loss mechanism ,typical device structures ,and the trends in research will be presented. Key wor ds :organic photovoltaic cell;device structure;donor;acceptor ;conversion effi-ciency 前　言 进入21世纪以来,由于煤、石油、天然气等自然资源有限,已经不能满足人类发展的需要。环境污染也已经成为亟待解决的严重问题。同使用矿物燃料发电相比,太阳能发电有着不可比拟的优点。 太阳能取之不尽,太阳几分钟射向地球的能量相当 于人类一年所耗用的能量。太阳能的利用已经开始逐年增长。但目前使用的硅等太阳能电池材料,因成本太高,只能在一些特殊的场合如卫星供电、边远地区通信塔等使用。目前太阳能发电量只相当于全球总发电量的0.04%。要使太阳能发电得到大规模推广,就必须降低太阳能电池材料的成本,或 第24卷第1期2004年3月 光　电　子　技　术OPT OELECT RONIC T ECHNOLOGY Vol.24No.1 Mar.2004 　 X 收稿日期:2003-11-17 作者简介:林　鹏(1978-),男,硕士生。主要从事光电子技术研究。 张志峰(1977-),男,硕士生。主要从事有机电致发光(OLED)的研究工作。熊德平(1975-),男,硕士生。主要从事无机半导体材料方面的研究工作。

四、 能量转化的基本规律

[第十八章四、能量转化的基本规律] 一、选择题 1．下列关于能量的转化和守恒的说法中，错误的是() A．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．发电机发电时，将机械能转化为电能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 2．近年来，我国沿海地区利用潮汐现象建成了潮汐能发电站，其原理就是利用海水的流动来推动发电机工作．从能量转化的角度来讲，潮汐能发电是将() A．海水的机械能转化成电能 B．海水的化学能转化成电能 C．电能转化成海水的势能 D．电能转化成海水的机械能 3．单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小．在这个过程中() A．能量逐渐消失 B．动能转化为势能 C．机械能守恒 D．总能量守恒，机械能转化为其他形式的能 4．下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是() A．摩擦生热的过程是不可逆过程 B．所有能量守恒的过程都能自发地发生 C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 D．任何能量间的转化和转移都必须遵守守恒定律，任何两种能量间都可以自发地相互转化 5．下列有关能或能源的讨论中，你认为错误的是链接例2易错警示() A．人类社会面临能源危机，总有一天能量会被消耗殆尽 B．煤、石油、天然气的储量有限，人类将面临能源危机 C．很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开发新的能源 D．太阳能、风能、水能、潮汐能是取之不尽的

二、填空题 6．指出下列现象中能量的转化或转移情况： (1)气体膨胀做功：___________________________________________________________； (2)植物进行光合作用：________________________________________________________； (3)燃料燃烧：_____________________________________________________； (4)风吹动帆船前行：______________________________________________________. 7．在公路上疾驶的汽车急刹车时，车轮停止转动，此时轮胎表面温度会急剧升高产生冒烟现象，并在地面上留下黑色痕迹，在此过程中是__________能向________能转化．8．原子核是由质子和________构成的．电动机将______能转化为其他形式的能．电能可以使电灯发光，同时产生内能散失到空气中，但这些内能却无法自动地转化为电能，这说明能量的转化或转移是有________的． 9．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力为1.2×104 kJ/h，制热能力为1.3×104 kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J的热量，是指标错误吗？答：________；能量守恒吗？答：________． 10．如图17－K－1所示是某科技馆的一台“永动机”，由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后形状记忆合金迅速复原．关于该“永动机”，下列说法正确的是() 图17－K－1 A．科技发展制造出了永动机 B．转动会使水温升得更高 C．记忆合金是一种新型化合物 D．水的内能转化为转轮的机械能

硅光电池特性测试实验报告

硅光电池特性测试实验报告 系别：电子信息工程系 班级：光电08305班 组长：祝李 组员：贺义贵、何江武、占志武 实验时间：2010年4月2日 指导老师：王凌波 2010.4.6

目录 一、实验目的 二、实验内容 三、实验仪器 四、实验原理 五、注意事项 六、实验步骤 七、实验数据及分析 八、总结

一、实验目的 1、学习掌握硅光电池的工作原理 2、学习掌握硅光电池的基本特性 3、掌握硅光电池基本特性测试方法 4、了解硅光电池的基本应用 二、实验内容 1、硅光电池短路电路测试实验 2、硅光电池开路电压测试实验 3、硅光电池光电特性测试实验 4、硅光电池伏安特性测试实验 5、硅光电池负载特性测试实验 6、硅光电池时间响应测试实验 7、硅光电池光谱特性测试实验 设计实验1：硅光电池光控开关电路设计实验 设计实验2：简易光照度计设计实验 三、实验仪器 1、硅光电池综合实验仪 1个 2、光通路组件 1只 3、光照度计 1台 4、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 5、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 6、三相电源线 1根 7、实验指导书 1本 8、20M 示波器 1台 四、实验原理 1、硅光电池的基本结构 目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。 零偏反偏正偏 图 2-1. 半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区 图2-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区，当P型和N型半导体材料结合

太阳能原理

太阳能原理 太阳能是指太阳光的辐射能量。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 利用太阳能的方法主要有： * 使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能 * 使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水 * 利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电 * 利用太阳能进行海水淡化 太阳能原理很复杂，一般可以用半导体来实现光电转换。而且现在的转换效率越来越高。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。 目前，全球最大的屋顶太阳能面板系统位于德国南部比兹塔特（Buerstadt），面积为四万平方米，每年的发电量为450万千瓦。 利用太阳能原理发电的系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为： （一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本； （二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项； （三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

184能量转化的基本规律

四能量转化的基本规律 【设计意图】 本节内容是对本章及以前所学物理知识从能量的观点进行了一次综合、深化和再认 识?教材首先分析自然界中各种能量之间的转化，揭示它们之间的本质联系：能量，并分析 一系列熟知的能量转化的事例，指出能量的转化与守恒. 最后阐述了能的转化与守恒定律的普遍性和重要性. 能量守恒定律是一个实验规律，列举能量转化的实例，是学生理解和掌握能量守恒的基 础，因此在教学过程中要充分利用学生已知知识，对这些实例中的能的转化进行具体分析. 在教学过程中，强调定律的两个方面：转化与守恒.另外还要强调该定律的普遍性和重要性，可列举19世纪的自然科学史对学生进行教育. “能量转移和转化的方向性”是本节教学的一个难点. 教学时借助学生熟悉的生活实例介绍，并帮助他们初步了解有关知识?教材中是以“水往低处流（黄果树瀑布）”“热水中的冰块”等引入“自发过程”及其方向性问题的，其中功热转换过程、热传导过程以及气体自由膨胀过程的方向性问题，在教学中应通俗且不违背科学地解释有关问题。 【教学目标】 一、知识与技能 1?通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化. 2?知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例. 3初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性. 4、认识到日常生活中合理利用能源与节约能源的重要性。 二、过程与方法 1?能在观察物理现象或物理学习过程中发现一些问题。有初步的提出问题的能力。 2?通过参与科学探究活动，初步认识科学研究方法的重要性。有对信息的有效性作出判断的意识。3?学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。有初步的分析概括能力。 三、情感态度与价值观 1.能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象中的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。 2.具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。 3.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，具有判断大众传媒是否符合科学规律的初步意识。 【重点难点】 1、能量转化与守恒 2、能量的转移与转化有一定的方向性 【教学器材】 演示用玻璃毛细管一套、适量红墨水、烧杯两只、水、少量棉花。 【课前准备】上网查询有关历史上的永动机方案，能大概说明它不能永动的原因。 【教学过程】

太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料

太阳能光伏发电原理与应用 实验报告 课题名称：太阳能光伏发电原理与应用实验专业班级：12级应用光电子01 学生学号：1209040110 学生姓名：胡超 学生成绩： 指导教师：刘国华 课题工作时间：2015.6.1至2015.6.4

实验一、太阳辐射能的测量 下表是针对武汉市的日照情况，记录武汉市的某一天某一时段（每两分钟记 录一次）的太阳辐射强度： 太阳辐射监测系统 瞬时值累计值 时间 总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射10:06 538 113 436 41 112 0.031 0.014 0.016 0.003 0.009 10:08 404 105 298 32 77 0.056 0.013 0.045 0.004 0.012 10:10 449 99 347 31 268 0.049 0.013 0.037 0.004 0.009 10:12 416 97 304 33 246 0.056 0.012 0.043 0.004 0.033 10:14 645 118 525 49 347 0.056 0.012 0.042 0.004 0.033 10:16 198 105 57 24 105 0.077 0.014 0.062 0.006 0.040 10:18 549 107 425 42 326 0.025 0.013 0.007 0.003 0.012 10:20 610 111 485 45 329 0.066 0.013 0.051 0.005 0.039 10:22 631 108 513 50 304 0.076 0.013 0.061 0.006 0.039 10:24 619 108 493 45 284 0.076 0.013 0.062 0.006 0.036 10:26 465 103 310 39 194 0.075 0.013 0.059 0.006 0.034 10:28 653 109 402 47 264 0.067 0.013 0.043 0.005 0.027 10:30 690 111 337 48 263 0.079 0.013 0.046 0.006 0.032 10:32 693 113 318 47 249 0.083 0.013 0.042 0.006 0.031 10:34 653 115 214 48 219 0.082 0.014 0.035 0.006 0.029 10:36 713 118 176 53 145 0.061 0.013 0.018 0.005 0.021 10:38 575 111 92 44 89 0.087 0.014 0.020 0.006 0.015 10:40 717 115 53 44 90 0.080 0.014 0.009 0.006 0.010

各种形式的能量之间相互转化的实例

各种形式的能量之间相互转化的实例 1．光能→内能：晒东西会晒烫 2．光能→机械能：太阳帆、用强光照射物体使之膨胀做功 3．光能→电能：太阳能电池 4．光能→化学能：光合作用 5．机械能→内能：摩擦生热、钻木取火、内燃机的汽缸的压缩冲程、自行车骑久拉车胎发热、跑步可以使身体变暖、打气筒打气气筒变热 6．机械能→光能：（暂时想不起来直接转换的）一个手摇发电机接导线连上小灯泡，就是机械能转化成光能、打火石、一种自行车，前轮上有个灯，当骑起来后靠灯和车圈的摩擦灯会亮。这就是机械能转化为了光能 7．机械能→电能：水坝发电、风车发电 8．机械能→化学能：（暂时想不起来直接转换的）在一个存在二氧化硫、三氧化硫和氧气的密闭容器中，用外力压缩容器，化学平衡向生成二氧化硫和氧气的方向移动。机械能转化为二氧化硫和氧气的化学能 这个反应由机械能转化为化学能但是中间有环节-就是压缩气体时气体的内能增加从而为反应提供能量从而促使反映行，还要注意了，发生这个反映的正常情况是400-500度的高温而且还要有无氧化二钒作为催化剂。 9．电能→内能：电热炉 10．电能→光能：电灯 11．电能→机械能：启动机、电动机工作 12．电能→化学能：给蓄电池蓄电 13．化学能→内能：浓硫酸稀释放热 14．化学能→光能：镁燃烧发出强光、萤火虫发光 15．化学能→机械能：炸药爆炸 16．化学能→电能：电池放电 17．内能→光能：电灯泡钨丝发热后会发光 18．内能→机械能:火力发电、蒸汽机 19．内能→电能：（暂时想不起来直接转换的）火力发电 20．内能→化学能：（暂时想不起来直接转换的）Ba(OH)2+NH4Cl的反应（吸热）

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率

太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳 能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池 板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得 这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输 出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，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%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。从性能价格比来讲，单 晶硅太阳能电池还略好。

光伏电池的原理及发展现状

光伏电池的原理及发展现状 众所周知，太阳能是一种用之不竭、储量巨大的清洁可再生能源，每天到地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量，太阳能开发与利用逐步成府重点发展的战略。热能和光能利用是太阳能应用的两种重要形式。光伏发电是利用光伏电池的光伏效应将太阳光的光能直接转换为电能的一种可再生、无污染的发电方式，正在全球范围内迅猛发展，其不仅要替代部分化石能源，而且未来将成为世界能源供应的主体，是世界各国可再生能源发展的重点。本文阐述了太阳能光伏电池的原理，综述了国内外光伏发电技术的发展现状及发展趋势。 光伏电池的原理及发展现状1839 年，法国的Edmond Becquerel 发现了光伏效应，即光照能使半导体材料内部的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流。光伏电池是基于半导体P- N 结接受太阳光照产生光伏效应，直接将光能转换成电能的能量转换器。1954 年，美国Bell 实验室的G．Pearson 等发明了单晶硅光伏电池，其原理如图1 所示。 图 1 中，太阳光照射到光伏电池表面，其吸收具有一定能量的光子，在内部产生处于非平衡状态的电子－空穴对;在P- N 结内建电场的作用下，电子、空穴分别被驱向N，P 区，从而在P- N 结附近形成与内建电场方向相反的光生电场;光生电场抵消P- N 结内建电场后的多余部分使P，N 区分别带正、负电，于是产生由N 区指向P 区的光生电动势; 当外接负载后，则有电流从P 区流出，经负载从N 区流入光伏电池。图2 为光伏电池等效电路，其中，Iph为与光伏电池面积、入射光辐照度成正比的光生电流（1 cm2硅光伏电池的Iph值为16 ～30 mA）;ID，Ish分别为P- N 结的正向电流、漏电流;串联电阻RS主要由电池体电阻、电极导体电阻等组成（RS一般＜1 ）;旁漏电阻Rsh 由硅片边缘不清洁或体内缺陷所致（Rsh一般为几k）;RL 为外接负载电阻，IL，UO 分别为光伏电池输出电压、电流;当负载开路（RL= ）时，UO即为开路电压Uoc，其与环境温度成反比、与电池面积无关（在100 mW/cm2的光谱辐照度下，硅光伏电池的Uoc一般为450 ～600 mV。与图2 对应的光伏电池解析模型，

九年级物理下册 第十八章 能源与可持续发展 四 能量转化的基本规律教案 (新版)苏科版

四、能量转化的基本规律 教学目标 知识与技能 (1)知道能量是可以转移和转化的． (2)知道能量守恒定律，并能用它来解释有关简单的实际问题． (3)初步了解能量转移和能量转化的方向性． 过程与方法 (1)通过实验能运用能量守恒定律分析“永动机”失败的原因． (2)以思考、讨论为主体会能的转化有方向性． 情感态度与价值观 (1)学会用辩证唯物主义的观点看问题． (2)培养学生将所学知识服务于社会的意识和能力． 教学重点难点 重点：能量转化和守恒定律． 难点：对能量转移和转化的方向性的认识． 教学过程： 导入新课 回顾“机械能和内能”一章中机械能的转化问题．并请同学谈谈自己的认识．既然动能和势能可以互相转化，那么，自然界中不同形式的能量之间是否也可以互相转化呢?在转化过程中能量又遵循何种规律呢?这就是我们今天要研究的问题． 历史上曾经有不少人企图发明一种可以不消耗能量，又能不断对外做功的机器，号称永动机。同学们你们认为这种设计叮行吗? 学生争议． 这种机器最终以失败而告终，为什么?今天我们将研究这个问题．(设疑引入) 乒乓球下落过程中，弹起高度越来越小；将单摆拉到适当高度放手后自由摆动过程中摆起的高度越来越小．乒乓球和单摆在运动过程中能量是如何转化的? 学生回答． 在转化的过程中，弹起高度越来越小，单摆摆起的高度越来越小，是不是因为能量在转

化过程中逐渐减少呢?(错误经验引入) 解读探究 1．能量的转化和转移 想一想：自然界中各种形式的能之间是可以相互转化的．同学们能举出一些实例证明这个观点吗? 说一说：汽轮机带动发电机发电(机械能一电能)电动机带动风扇转动(电能一机械能) 光电池提供电压(光能一电能) 白炽电灯发光(电能一内能一光能) 燃料燃烧(化学能一内能) 讨论交流：同一种形式的能量在物体中可以转移吗?(学生展开讨论交流) 议一议：小孩在水平地面上弹玻璃小球，当甲球从手中弹出而撞击静止的乙球后，乙球即沿地面向前滚动．在此过程中，乙球获得的机械能从何而来?这个现象说明了什么?(学生各抒己见，充分发表自己的观点) 点拨：乙球获得的机械能从甲球传递而来．说明同一种形式的能量可以在物体之间转移． 讨论交流：请同学说出各例中是什么能量发生转移?转移是怎样进行的? 总结：草通过光合作用吸收太阳能，兔子吃草吸收草的能量，人或其他动物吃兔子吸收兔子的能量，人通过吸收食物的能量才能进行各种运动．自然界中的能量在不停地转移和转化，我们是在能的转移和转化过程中利用能量的． 2．能量守恒定律 看一看：引导学生看课本活动“水滴实验”． 做一做：仿照课本图18一14(a)、(b)利用棉纱吸水提高水位．看一看什么情况下棉纱带能使杯中的水滴下?(a图中的水能滴下，b图不能) 总结：“永动机”失败的原因说明自然界存在一条法则：我们不可能无中生有地获得能量科学家经过长期探索终于发现各种形式的能量在相互转化时遵循一种规律，即能量的转化和守恒定律。 能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，恩格斯把它称作“伟大的运动基本定律”。自然界的一切变化过程，小到原子世界，

光伏特性曲线实验报告

绪论 一实验目的 本实验课程的目的，旨在通过课内实验教学，使学生掌握太阳能发电技术方面的基本实验方法和实验技能，帮助和培养学生建立利用所学理论知识测试、分析和设计一般光伏发电电路的能力，使学生巩固和加深太阳能发电技术理论知识，为后续课程和新能源光伏发电技术相关专业中的应用打好基础。 二实验前预习 每次实验前，学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容，明确实验目的、要求；明确实验步骤、测试数据及需观察的现象；复习与实验内容有关的理论知识；预习仪器设备的使用方法、操作规程及注意事项；做好预习要求中提出的其它事项。三注意事项 1、实验开始前，应先检查本组的仪器设备是否齐全完备，了解设备使用方法及线路板的组成和接线要求。 2、实验时每组同学应分工协作，轮流接线、记录、操作等，使每个同学受到全面训练。 3、接线前应将仪器设备合理布置，然后按电路图接线。实验电路走线、布线应简洁明了、便于测量。 4、完成实验系统接线后，必须进行复查，按电路逐项检查各仪表、设备、元器件的位置、极性等是否正确。确定无误后，方可通电进行实验。 5、实验中严格遵循操作规程，改接线路和拆线一定要在断电的情况下进行。绝对不允许带电操作。如发现异常声、味或其它事故情况，应立即切断电源，报告指导教师检查处理。 6、测量数据或观察现象要认真细致，实事求是。使用仪器仪表要符合操作规程，切勿乱调旋钮、档位。注意仪表的正确读数。． 7、未经许可，不得动用其它组的仪器设备或工具等物。 8、实验结束后，实验记录交指导教师查看并认为无误后，方可拆除线路。最后，应清理实验桌面，清点仪器设备。 9、爱护公物，发生仪器设备等损坏事故时，应及时报告指导教师，按有关实验管理规定处理。 10、自觉遵守学校和实验室管理的其它有关规定。 四实验总结 每次实验后，应对实验进行总结，即实验数据进行整理，绘制波形和图表，分析实验现象，撰写实验报告。实验报告除写明实验名称、日期、实验者姓名、同组实验者姓名外，还包括： 1．实验目的； 2．实验仪器设备（名称、型号）； 3．实验原理； 4．实验主要步骤及电路图； 5．实验记录（测试数据、波形、现象）； 6．实验数据整理（按每项实验的实验报告要求进行计算、绘图、误差分析等）；．回答每项实验的有关问答题。7．

太阳能电池转换效率

Research on New Technologies of Photoelectric Conversion Efficiency in Solar Cell Tianze LI, Chuan JIANG, Cuixia SHENG School of Electric and Electronic Engineering Shandong University of Technology Zibo 255049 ,China e-mail: ltzwang@https://www.wendangku.net/doc/f03843834.html, Hengwei LU,Luan HOU, Xia ZHANG School of Electric and Electronic Engineering Shandong University of Technology Zibo 255049 ,China e-mail: henrylu007@https://www.wendangku.net/doc/f03843834.html, Abstract—The characteristics of the solar energy and three conversion mode of solar energy including photovoltaic conversion, solar thermal conversion, and photochemical conversion are represented in this paper. On this basis,the materials used in solar cell, as well as the working principle of solar cells, the factors of low convert efficiency of solar cells and the two major bottlenecks encountered in the solar application are analyzed.The idea that spontaneous arrangement of compound organic molecules is achieved by changing the molecular arrangement structure of the organic thin-film solar is put forward. The new structure of liquid crystal layer come into being accordingly so that the electron donor and the receptor molecules of the mixture are separated, and the contacting area between them is enlarged. So the efficiency solar photovoltaic is improved. The research and development of this new technology can solve the technical problem of the low conversion efficiency of solar cell, and open up an effective way to improve the conversion efficiency of solar cells. At last,the prospect of solar photovoltaic technology, solar energy exploit technology and the development of industry is offered in the article. Keywords- photoelectric conversion efficiency; electron donor and recipient; photovoltaic generate power technology I.I NTRODUCTION Energy is the material basis of human society survival and development. In the past 200 years?the energy system based on coal, oil, natural gas and other fossil fuel has greatly promoted the development of human society. However, material life and spiritual life is increasing, the awareness of serious consequences brought from the large-scale use of fossil fuels is increasing at the same time: depletion of resources, deteriorating environment, in addition to all of the above, it induce political and economic disputes of a number of nations and regions, and even conflict and war. After in-depth reflection of the development process of the past, human advance seriously the future path of sustainable development. Today in the 21st century, there is no a problem as important as a sustainable energy supply, especially for the benefit of solar energy development and has been highly concerned by all mankind. Around the world are faced with limited fossil fuel resources and higher environmental challenges, it is particularly important to adhere to energy conservation, improve energy efficiency, optimize energy structure, rely on scientific and technological progress, development and utilization of new and renewable sources.After analyzing two bottleneck problems which affect the conversion efficiency of the solar cell, we put forward a new structure of molecular arrangement of the solar cell to improve the conversion efficiency of the solar cell. II.T HE F EATURES O F S OLAR A ND T HREE C ONVERSION M ODES A.The Features of Solar Solar resources are solar radiation energy on the entire surface of the earth. Solar energy has four features. Firstly, solar energy is sufficient. The gross of solar radiation energy on the surface of the earth is about 6h1017kWh every year. It can be used several billions of years, which is reproducible and cleanest. It isn’t monopolized by any groups or coutries. Secondly, the energy density of solar energy is low. People want to obtain higher energy density by condensers. Thirdly, because of climatic change, the solar energy is mutative. For example, cloudy day and rainy day, the solar energy is weak. People should consider energy storage or use auxiliary devices which provide conventional energy to use solar energy in a row. Forthly, because of the earth rotation, the earth revolution and the angle between the axis of rotation and the orbital plane, days and sensons must change on the earth, solar energy must change too. Fifthly, use of solar energy can make energy level appropriate allocation, so heat energy is made used of. When the sun light shines on the earth, part of the light is reflected or scattered, some light is absorbed, only about 70% of the light which are direct light and scattered light passes through the atmosphere to reach the surface of the earth. Part of the light on the surface of the earth is absorbed by the objects surface, another part is reflected into the atmosphere. Fig.1 shows the schematic diagram of the sun incident on the ground. Figure1. Schematic diagram of the sun incident on the ground 978-1-4244-7739-5/10/$26.00 ?2010 IEEE