未来能源新宠—太阳能的利用
现状和发展趋势
引言
太阳能是太阳释放出的辐射能，每秒钟释放约3．8X 1026J，其中只有二十二亿分之一到达地球表面。到达地球的太阳能一年约为5．5 X 1026J，相当于目前人类一年消耗的能源总能量的10000倍。太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应，并不断向宇宙空间辐射出巨大的能量，可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。地面上的太阳辐射能随时间、地理纬度、气候变化，实际可利用量较低，但可利用资源仍远远大于满足现在人类全部能耗及2100年后规划的能源利用。
20世纪50年代， 太阳能利用领域出现了2项重大突破： 一是1954年美国贝尔实验室研制出 6%的实用型单晶硅电池；二是1955年以色列Tabor,-提出选择性吸收表面概念和理论，并研制成功选择性太阳吸收涂层。这2项突破既是太阳能利用进入现代发展时期的划时代标志，也是人类能源技术又一次变革的技术基础。70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，开发利用太阳能成为各国制定可持续发展战略的重要内容。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、 商业化生产、 市场开拓方面都获得了长足发展， 成为世界快速、 稳定发展的新兴产业之一。包括太阳能在内的可再生能源在下世纪将会以前所未有的速度发展，逐步成为人类的基础能源之一。据预测， 到下世纪中叶， 可在生能源在世界能源结构中将占到50%以上。
太阳能利用现状与发展趋势
1、利用光化作用产生新能源的研究
光化作用是物质在光的照射下产生化学变化的作用，包括光合作用和光解作用。绿色植物的叶绿素在可见光的作用下将c02和H20转换成碳水化合物就是光合作用的结果。在光合作用中，叶绿素吸收太阳光后把光能转化为电能——失去两个电子，产生了电子转移过程，
在这过程中H20被分解(光解水)成可作为燃料的氢气和氧气。因此说，光化作用可以产
生能源物质，而且近几十年来人们已进行了利用光化作用制取能源的研究，光解水制氢就是一个典型的例子。，美国麻省理工学院的Nocem和Kanan最近仿效光合作用中叶绿素吸光后引发光解水的原理，成功地完成了一种简单、经济的快速进行水电解的新型太阳能制氢系统的实验。
2、光伏发电
世界光伏组件生产最近10年的平均年增长率为22％(从1991年的55 MW增加到2001年的400 MW)，最近5年的年平均增长率为35％(从1996年的88．6 MW增加到2001年的400 MW)，2002年达到540MW。可以看出，世界光伏产业呈快速发展势态，成为世界发展最快的新兴产业之一。在研究开发方面， 单晶硅电池效率已达24.7%多晶硅电池效率突破19.8%。非晶硅薄膜电池通过双结、 三结迭层和Ge-Si合金层技术， 在克服光衰减和提高效率上不断有新的突破，实验室稳定效率已经突破15%。碲化镉电池效率达到15.8%，铜铟硒电池效率18.8%。晶硅薄膜电池的研究工作自1987 年以来发展迅速，成为世界关注的新热点。
3、太阳能热水器
热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、 应用最普遍的技术。 1998年世界太阳能热水器的总。21世纪热水器将仍然是太阳能热利用的最主要市场之一。 目前虽然许多国家都得到了较普遍应用， 但世界太阳能热水器的平均用户比例还非常低，约1%-2% ，同日本的20%和以色列的80%相比，相差很远；此外，服务业、 旅游业、公共福利事业等中低温热水应用市场也非常大。
4、太阳能建筑
推行太阳能建筑一体化，就是将太阳能利用技术与先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合，调整建筑耗能比例结构、提高太阳能保证率，为住宅提供采暖、制冷和生活热水等。部分发达国家从20世纪90年代初就开始大力发展太阳能光伏建筑一体化(BIPV)应用研究。把太阳能的利用纳入环境的总体设计，把建筑、技术和美学融为一体，太阳能设施成为建筑的一部分，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的影响；太阳能产品没有噪声，使用过程中没有排放，不消耗任何燃料，公众易于接受，也是现代建筑发展的一个方向和特征。
结束语
为了系统、全面地了解世界太阳能技术的发展历程，以德文特专利数据库为基础，适当选取检索式进行检索，截止到2008年7月，共检索到75530项太阳能技术专利，经过认真清洗之后，实际共有71859项太阳能专利，去掉其中申请年缺失的专利有2966项，共有68893项太阳能专利。经过世界各国几十年的不懈努力，太阳能技术已经有了长足的发展，并表现出如下特点：一是发达国家占据着太阳能核心技术的高端，自2000年以来，太阳能专利的大部分权利人来自日本，日本拥有的发明专利数量绝对第一，占45％，美国以21％排名第二，德国、中国紧随其后，分别为10％和8％。太阳能利用技术和产业已由技术开拓期步入蓬勃发展时代。到下世纪的一、二十年代，太阳能发电成本有可能降低到与常规电价相竞争的水平，一个大规模利用太阳能的新时代——太阳能时代正在来临。
太阳能作为一种不竭尽的能源，具有清洁、环保和广泛太阳能作为一种可再生的新能源，具有清洁、环保、持续、长久的优势，成为人们应对能源短缺、气候变化与节能减排的重要选择之一，越来越受到世人的强烈关注，将成为未来新能源中的佼佼者！
引用文献：《太阳能利用的发展概况和未来趋势》赵玉文，2003年第9期 《我国太阳能利用和发展对策》孟浩、陈颖健，2009年5月第5期 《太阳能利用技术研究的最新进展》孟浩、陈颖健，2008年12月第12期 《太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势》肖潇，李德英，2010年第2期 《可再生能源技术在建筑工程中的应用——太阳能建筑应用现状及案例分析》陈 学颖，2008年
《21世纪我国太阳能利用发展趋势》赵玉文，2000年9月，33卷第9期
班级：2010级化学工程与工艺2班
学号：20100920229
姓名：周学峰