装置--太阳电池，是由各种具有不同电子特性的半导体材料薄膜制成的平展晶体，可产 生强大的内部电场。当光线进入晶体是，由光产生的电子被这些电场分离，在太阳电池的顶 面和底面之间产生电动势。这是，如果用电路连通，就会产生直流电流。目前，太阳电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达２０％以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到１０％，每瓦发电设备价格降到１－２美元时，便足以同现在的发电方式竞争。当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电池，光电变换效率可达３６％，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能在卫星上使用。 由于光伏发电具有众多优点，如安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得，不受地域限制，无须消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，建站周期短，规模大小随意等，发电效率要较光热发电高，即使同传统燃煤发电相比也具有无可比拟的优势因此光伏发电具有更为广阔的利用前景，是世界各国太阳能利用研发中的重要阵地，这一领域内的技术革新也更为迅速。而且目前世界上也已经有了多个太阳能光伏电站，如德国在巴伐利亚Dachau 区建造了5.3ＭＷ太阳能电站，2005 年12 月将全部完工；瑞士最大的太阳能电厂于日前已经投入运营。该电厂的6000 个太阳能电池板能发电１MW，每年能为３００个家庭提供电力，预计运行２０年。 （四）利用优缺点 当前，对于太阳能热利用方式相对成熟的还是通过开发使用集热器生产太阳能热水系统，而且已经进入商业生产阶段，现在市面上可见各种品牌的太阳能热水器，人们获取热水变得方便起来，不但方式环保，而且通常一个太阳能热水器可以用几十年，达到既有利于自己又保护了环境的目的。且太阳能利用的广阔前景，一旦能在技术、材料上取得突破，不仅能带来巨大的商业利益，而且也将造福全人类；从另一个层面来说，在当前这个竞争越来越加剧的时代，能越早于其他国家掌握一种资源的成熟利用就能越早于将自己处于一个竞争优势地位，因此世界各国对太阳能利用的开发都给与极大的重视，投入大批的研究经费，而且越来越多的科研人员投入到太阳能利用领域来，寻找新材料，开发新技术。 但无论是太阳能热利用技术，还是光伏技术目前都是处于发展期，同样面临设备效率低或者成本高，甚至二者兼而有之的问题，无法形成商业竞争力，目前也只是小规模的太阳能利用。且太阳能很分散，到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。还有不稳定性，由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。最后一点事效率低和成本高。目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。太阳能利用的进一步发展，还受到经济性的制约。 六、太阳能发展趋势及其前景
太阳能的众多独特优势决定了其广阔的发展前景。从理论上来说，在未来社会，现有的 太阳能利用方式将会得到进一步发展，新材料、新技术的出现必然会使得太阳能利用设备效 率高且成本低，而到时研究新的利用方式，全面利用太阳能将会是重点。至本世纪中叶，世界范围内的能源问题、环境问题的最终解决将依靠可再生洁净能源特别是太阳能的开发利用，随着越来越多国家的政府和有识之士的重视，太阳能的利用技术也有望在短期内获得较大进
展。
（一）太阳能电池
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性能稳定。基于以上几个方面的考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断出现和相关技术的发展，以其他材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。
（二）有机薄膜太阳能电池的成熟 近年来，以薄膜取代硅晶制造太阳能电池的技术已较成熟，有机薄膜太阳能电池使用塑料等轻质柔软的材料为基板，研究人员表示，通过进一步研究，有望开发出转换率达2O 、可投入实际使用的有机薄膜太阳能电池。专家认为，未来5年内薄膜太阳能电池将大幅度降低成本，届时这种薄膜太阳能电池将广泛用于手表、计算器、窗帘甚至服装上。有机薄膜太阳能电池具有很多优点，比如使用寿命长-- 可连续使用20年，制造成本低-- 生产成本为传统成本的1／3～1／4，它轻、薄，容易实现大面积制造，高柔性、半透光等，最小弯曲半径为0．01m；并且绿色环保，无任何废物排放。这些优点将使有机薄膜太阳能电池应用前景广阔。
（三）太阳能热水器 在太阳能利用中，用太阳能生产热水是在经济上最有希望与常规能源竞争的一种利用方式，这不仅因为太阳能热水器比较简单，价格相对来说不太高，同时还因为生活用热水一般是常年需要的，因而太阳能热水器一年四季均可发挥效益，设备利用率较高。 （四）太阳能光电制氢产业
随着光电化学及光伏技术和各种半导体电极实验技术的发展，使得太阳能制氢成为氢能产业的最佳选择。氢能具有热值高、爆发力强、品质纯净、贮存便捷等许多优点。随着太阳能制氢技术的发展，用氢能取代碳氢化合物能源将是本世纪的一个重要发展方向。氢燃烧的发热量是汽油的3 倍后，且只生成水，不污染环境，而且便于储存和运输，属于可再生资源。因此在未来社会，氢气是取代石油、天然气的最佳燃料。氢气的制取可以从两方面来考虑，首先地球上水的总量极其丰富，水解制氢生成氧气不会造成污染，而且理论效率最高，因此水是制氢的最佳原材料；其次太阳能取之不尽、用之不竭，且无污染，因此太阳能是制氢的最佳能源，所以未来社会光解水制造氢是最好途径。绿色植物的光合作用，就是通过叶绿素吸收太阳光，再把光能转化为电能借助电子转移过程将水分解的。如果把太阳能先转化为电能，则光解水制氢可以通过电化学过程来实现。 （五）地球同步轨道光伏空间电站
另外就是建立地球同步轨道光伏空间电站，向地面矩形天线发射微波能。因为地球有着 一个厚厚的大气层，太阳辐射到达地球时，有30%被大气层反射，有23%被大气层吸收， 只有47%能够到达地面，而如果能够在大气层外建立光伏空间电站，就能够将到达地球的 全部太阳能吸收转换。而即使在转换成微波后再转换成电能的过程中会造成损耗，采用这种 形式开发太阳能所需要的地面面积也比建造沙漠光伏电站的用地面积少。而且，在今后几十 年中，接近环境温度的超导材料可能会问世，这种超导材料可以用于输送极强的电流，有了 这种超导体，从理论上来说便可以把地球上的分布在世界各地的各大太阳能资源区连在一个 庞大的电网中，因此可以说，到时任何时候任何地方需要利用太阳能时，都可以得到满足。 当然这面临着巨大的技术挑战。 （六）太阳能密集型自控烤房 太阳能利用效率较高，升温灵敏，水平与垂直温差小，排湿通畅，全自动控制操作简便，能满足烤烟烘烤的需要，所烤烟叶与普通密集烤房烘烤烟叶质量相当。太阳能密集烤房利用
清洁的太阳能与电能替代煤炭调制烟叶，实现了烟叶调制温室气体的零排放，没千克可减排5.1kg 二氧化碳。利用太阳能与电能替代煤炭烘烤，实现了烟叶烘烤的温室气体零排放。 七．太阳能发展对社会的影响
太阳能的发展很大程度上缓解了世界能源供应紧张的问题，同时使环境得到了一定的保护。优化了能源结构，提高了能源使用效率，促进经济发展，使人们的生活变得更为方便。 就拿青藏高原为例，青藏高原地广人稀，在许多农牧区，电网无法延伸、水利资源紧缺。过去牧民们大多靠\酥油灯\照明，而近年来，青海省利用高原上日照时间长，辐射强度大，太阳能资源丰富的优势，开发太阳能资源，在偏远地区建成多个太阳能光伏电站和风光互补电站。目前，青海农牧区的１１２个无电乡全部建成太阳能光伏电站，解决了９０８个无电村农牧民的生活用电，覆盖农牧民人口５０多万。青海全省人口５５０万，如今七分之一的人口靠太阳能告别无电时代。在推进太阳能光伏电站建设的同时，青海省政府制作太阳能灶６６０００台，全部免费发放给干旱山区的农牧民，使３０万农牧民用上了太阳能灶。太阳能灶操作简易，使用方便，清洁卫生，没有污染，使用年限一般可达１５年。推广使用太阳能灶，大大减少了燃料短缺地区农牧民砍伐灌木林的数量，促进了环保工作。据测算，青海省利用太阳能发电所产生的电能相当于几个中型水电站的产量。太阳能的使用，为解决电网不能覆盖地区的农牧民用电问题开辟了新途径。用太阳能在边远地区分散供电，既环保又经济，比延伸电网或柴油发电有明显的优势。截至目前，累计总投资４０多亿元人民币，中国可再生能源计划和国家送电到乡工程，已利用太阳能发电为我国内蒙古、甘肃、新疆、西藏、青海和四川等地共１６万无电户解决了用电问题。目前，我国已安装光伏电站约５万千瓦，主要为边远地区居民供电。
所以，太阳能渐渐地应用在人们生活中，给予人们生活很大的便利。且太阳能所应用于社会的各个方面，都很好的造福了人们。 八．结束语
进入21世纪以来，世界各国都十分重视太阳能利用技术的开发，而我国因得天独厚的地理位置而具有丰富的太阳能资源，我国年太阳能辐射能量，估计能达到3340～8400MJ／m 。由此可见，充分开发利用太阳能资源是节省和替代常规能源的有效措施，是实现能源可持续发展战略的必由之路。而根据有关部门的预测，到2050年左右，太阳能将超过石油天然气等其他常规能源的使用规模而成为新能源的典型代表，进而在人类的生产、生活和社会发展中扮演重要的角色。在未来社会，随着现有太阳能利用技术的逐渐成熟，以及利用新方式的开发，人们用电可以凭借全球电网由地面光伏电站和空间电站共同提供，交通工具以太阳能制造的氢气为燃料，住在充分利用太阳能取暖制冷的生态建筑中，环境问题得到解决，人们将会重新看到蓝色的天空，资源不再短缺，国家之间也不再会因为资源问题而引发矛盾、战争。到时，人类将会真正进入一个清洁高效的太阳能社会。 参考文献
1.世界能源理事会《新的可再生能源.未来发展指南》海洋出版社 1998 2.王荣光、沈天行《可再生能源利用与建筑节能》机械工业出版社 2004 3.中国科学技术协会《新能源》上海科学技术出版社 1994
4.王革华、田雅林、袁靖婷《能源与可持续发展》化学工业出版社 2005 5.戴立益 《我们周围的化学》华东师范大学出版社 2002
6.范永杰、於黄忠等《太阳电池的原理及结构进展》中国材料科技与设备2008(2)：16-18 7.李申生 《太阳能热利用导论》高等教育出版社1989
8.赵玉文 21世纪我国太阳能利用发展趋势[J]．中国电力，2000，33(9)：73- 77 9.陆永恒等《湖北农业科学》 第五十卷23期 2011
10.杨振清，曹达鹏等 《染料敏化太阳能电池中金属有机配合物染料敏化剂的研究发展》
《材料导报》2011年11月第25卷专辑18
11.http://www.bosolar.com/index.php/en/2010-10-11-03-46-49.html
12.太阳能人才网| http://www.solar001.com/infomation/showinfo.aspx?id=14664 13.李锦堂《20世纪太阳能科技发展的回顾与展望》 《太阳能学报》1999年特刊