太陽能電池的發展歷史word

㈠ 太陽能電站的發展歷程

法國奧德約太陽能發電站是世界上第一個實現太陽能發電的太陽能電站。雖然當時專發電功率才64千瓦，但它為後屬來的太陽能電站的研究與設計奠定了基礎。1982年美國建成了一座1000萬千瓦的塔式太陽熱中間試驗電站。美國計劃到2020年，生產的電量占總能量的百分比將是25%。由於光熱轉換器（聚光器）需要佔據較大的空間採光受熱，設備偏大，以美國在加利福尼亞州計劃建一座1萬千瓦發電設備為例，集光裝置達40萬平方米，200萬千瓦，則需佔地50平方千米。據估計，大型太陽能發電站效率僅為30%左右。另外，太陽能發電站還需要有應付晚上和陰天用電需要的蓄電器，而所需的聚光器造價也較昂貴，發電經濟性差，因此，影響了廣泛地推廣和應用。

㈡ 太陽能光伏發電的發展歷史是什麼

1839年，19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時，發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時電流會加強，從而發現了「光生伏打效應」。1930年，郞格首次提出用「光伏效應」製造太陽能電池，使太陽能變成電能。1932年奧杜博特和斯托拉製成第一塊「硫化鎘」太陽能電池。1941年奧杜在硅上發現光伏效應。1954年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池，同年威克首次發現了砷化鎳有光伏效應，並在玻璃上沉積硫化鎳薄膜，製成了太陽能電池，太陽光轉化為電能的實用光伏發電技術由此誕生並發展起來。2014年初我省金寨縣為落實省委政府精準扶貧新要求，實施產業扶貧「到村、到戶、到人、到產業」，在全省率先開展了光伏發電扶貧項目。

光伏(PVorphotovoltaic)，是太陽能光伏發電系統(photovoltaicpowersystem)的簡稱，是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統，有獨立運行和並網運行兩種方式。同時，太陽能光伏發電系統分類，一種是集中式，如大型西北地面光伏發電系統;一種是分布式(以>6MW為分界)，如工商企業廠房屋頂光伏發電系統，民居屋頂光伏發電系統。光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置，由幾乎全部以半導體物料(例如硅)製成的薄身固體光伏電池組成。由於沒有活動的部分，故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手錶及計算器提供能源，較復雜的光伏系統可為房屋提供照明，並為電網供電。光伏板組件可以製成不同形狀，而組件又可連接，以產生更多電力。近年，天台及建築物表面均會使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統。

㈢ 太陽能電池的歷史

術語「光生伏特（Photovoltaics）」來源於希臘語，意思是光、伏特和電氣的，來源於義大利物理學家亞歷山德羅·伏特的名字，在亞歷山德羅·伏特以後「伏特」便作為電壓的單位使用。
以太陽能發展的歷史來說，光照射到材料上所引起的「光起電力」行為，早在19世紀的時候就已經發現了。
1839年，光生伏特效應第一次由法國物理學家A.E.Becquerel發現。1849年術語「光－伏」才出現在英語中。
1883年第一塊太陽電池由Charles Fritts制備成功。Charles用硒半導體上覆上一層極薄的金層形成半導體金屬結，器件只有1%的效率。
到了20世紀30年代，照相機的曝光計廣泛地使用光起電力行為原理。
1946年Russell Ohl申請了現代太陽電池的製造專利。
到了20世紀50年代，隨著半導體物性的逐漸了解，以及加工技術的進步，1954年當美國的貝爾實驗室在用半導體做實驗發現在硅中摻入一定量的雜質後對光更加敏感這一現象後，第一個太陽能電池在1954年誕生在貝爾實驗室。太陽電池技術的時代終於到來。
自20世紀58年代起，美國發射的人造衛星就已經利用太陽能電池作為能量的來源。
20世紀70年代能源危機時，讓世界各國察覺到能源開發的重要性。
1973年發生了石油危機，人們開始把太陽能電池的應用轉移到一般的民生用途上。
在美國、日本和以色列等國家，已經大量使用太陽能裝置，更朝商業化的目標前進。
在這些國家中，美國於1983年在加州建立世界上最大的太陽能電廠，它的發電量可以高達16百萬瓦特。南非、波札那、納米比亞和非洲南部的其他國家也設立專案，鼓勵偏遠的鄉村地區安裝低成本的太陽能電池發電系統。
而推行太陽能發電最積極的國家首推日本。1994年日本實施補助獎勵辦法，推廣每戶3,000瓦特的「市電並聯型太陽光電能系統」。在第一年，政府補助49%的經費，以後的補助再逐年遞減。「市電並聯型太陽光電能系統」是在日照充足的時候，由太陽能電池提供電能給自家的負載用，若有多餘的電力則另行儲存。當發電量不足或者不發電的時候，所需要的電力再由電力公司提供。到了1996年，日本有2,600戶裝置太陽能發電系統，裝設總容量已經有8百萬瓦特。一年後，已經有9,400戶裝置，裝設的總容量也達到了32百萬瓦特。隨著環保意識的高漲和政府補助金的制度，預估日本住家用太陽能電池的需求量，也會急速增加。
在中國，太陽能發電產業亦得到政府的大力鼓勵和資助。2009年3月，財政部宣布擬對太陽能光電建築等大型太陽能工程進行補貼。

㈣ 太陽能的開發歷史

據記載，人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用，只有300多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」，「未來能源結構的基礎」，則是近年的事。20世紀70年代以來，太陽能科技突飛猛進，太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年～1900年之間，世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光，發動機功率不大，工質主要是水蒸汽，價格昂貴，實用價值不大，大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間，太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。 第五階段（1973~1980年），自從石油在世界能源結構中擔當主角之後，石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素，1973年10月爆發中東戰爭，石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法，支持中東人民的斗爭，維護該國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家，在經濟上遭到沉重打擊。於是，西方一些人驚呼：世界發生了「能源危機」（有的稱「石油危機」）。這次「危機」在客觀上使人們認識到：現有的能源結構必須徹底改變，應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家，尤其是工業發達國家，重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持，在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年，美國制定了政府級陽光發電計劃，太陽能研究經費大幅度增長，並且成立太陽能開發銀行，促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」，其中太陽能的研究開發項目有：太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃，日本政府投入了大量人力、物力和財力。
70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮，對中國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員，紛紛投身太陽能事業，積極向政府有關部門提建議，出書辦刊，介紹國際上太陽能利用動態；在農村推廣應用太陽灶，在城市研製開發太陽能熱水器，空間用的太陽電池開始在地面應用……。1975年，在河南安陽召開「全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會」，進一步推動了中國太陽能事業的發展。這次會議之後，太陽能研究和推廣工作納入了中國政府計劃，獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所，紛紛設立太陽能課題組和研究室，有的地方開始籌建太陽能研究所。當時，中國也興起了開發利用太陽能的熱潮。這一時期，太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期，具有以下特點：
各國加強了太陽能研究工作的計劃性，不少國家制定了近 期和遠 期陽光計劃。開發利用太陽能成為政府行為，支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍，一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工作。
研究領域不斷擴大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發電等。
各國制定的太陽能發展計劃，普遍存在要求過高、過急問題，對實施過程中的困難估計不足，希望在較短的時間內取代礦物能源，實現大規模利用太陽能。例如，美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範衛星電站，1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上，這一計劃後來進行了調整，至今空間太陽能電站還未升空。
太陽熱水器、太陽電池等產品開始實現商業化，太陽能產業初步建立，但規模較小，經濟效益尚不理想。這主要受制於技術運用及科研水平。 第七階段（1992年~至今），由於大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環境污染和生態破壞，對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下，1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」，會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》， 《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件，把環境與發展納入統一的框架，確立了 可持續發展的模式。這次會議之後，世界各國加強了清潔能源技術的開發，將利用太陽能與環境保護結合在 一起，使太陽能利用工作走出低谷，逐漸得到加強。世界環發大會之後，中國政府對環境與發展十分重視，提出10條對策和措施，明確要「因地制宜地開發和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」，制定了《中國21世紀議程》，進一步明確 了太陽能重點發展項目。
1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》 在（1996 ~ 2010年）制出，明確提出中國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施。這些文件的制定和實施，對進一步推動中國太陽能事業發揮了重要作用。1996年，聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」，會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言 》，會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》（1996 ~ 2005年），《國際太陽能公約》，《世界太陽能戰略規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心，要求全球共同行動 ，廣泛利用太陽能。
1992年以後，世界太陽能利用又進入一個發展期，其特點是：太陽能利用與世界可持續發展和環境保護緊密結合，全球共同行動，為實現世界太陽能發展戰略而努力；太陽能發展目標明確，重點突出，措施得力，有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端，保證太陽能事業的長期發展；在加大太陽能研究開發力度的同時，注意科技成果轉化為生產力，發展太陽能產業，加速商業化進程，擴大太陽能利用領域和規模，經濟效益逐漸提高；國際太陽能領域的合作空前活躍，規模擴大，效果明顯。通過以上回顧可知，在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦，一般每次高潮期後都會出現低潮期，處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同，人們對其認識差別大，反復多，發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大，短時間內很難實現大規模利用；另一方面也說明太陽能利用還受礦物能源供應，政治和戰爭等因素的影響，發展道路比較曲折。盡管如此，從總體來看，20世紀取得的太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都快。愛迪太陽能如今是人們生活中不可缺少的一部分。 全世界光伏板並網，貯能難的問題就有改善。
開發經濟問題
第一，世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要，而又不危及後代人前途的社會。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設應該遵循的原則。隨著能源形式的變化，常規能源的貯量日益下降，其價格必然上漲，而控制環境污染也必須增大投資。
第二，中國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，煤炭約占商品能源消費結構的76%，已成為中國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的，向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看，太陽能利用技術和裝置的大量應用，也必然可以制約礦物能源價格的上漲。

㈤ 太陽能電池的起源

太陽的光輝普照大地，它是明亮的使者，太陽的光除了照亮世界，使植物通過光合作用把太陽光轉變為各種養分，供人們食用，產生纖維質供人們做衣服，生長木材給我們建築房屋以外，太陽的光還可以通過太陽能電池轉變為電．太陽能電池是一種近年發展起來的新型的電池．太陽能電池是利用光電轉換原理使太陽的輻射光通過半導體物質轉變為電能的一種器件，這種光電轉換過程通常叫做「光生伏打效應」，因此太陽能電池又稱為「光伏電池」，用於太陽能電池的半導體材料是一種介於導體和絕緣體之間的特殊物質，和任何物質的原子一樣，半導體的原子也是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成，半導體硅原子的外層有4個電子，按固定軌道圍繞原子核轉動．當受到外來能量的作用時，這些電子就會脫離軌道而成為自由電子，並在原來的位置上留下一個「空穴」，在純凈的硅晶體中，自由電子和空穴的數目是相等的．如果在硅晶體中摻入硼、鎵等元素，由於這些元素能夠俘獲電子，它就成了空穴型半導體，通常用符號P表示；如果摻入能夠釋放電子的磷、砷等元素，它就成了電子型半導體，以符號N代表．若把這兩種半導體結合，交界面便形成一個P－N結．太陽能電池的奧妙就在這個「結」上，P－N結就像一堵牆，阻礙著電子和空穴的移動．當太陽能電池受到陽光照射時，電子接受光能，向N型區移動，使N型區帶負電，同時空穴向P型區移動，使P型區帶正電．這樣，在P－N結兩端便產生了電動勢，也就是通常所說的電壓．這種現象就是上面所說的「光生伏打效應」．如果這時分別在P型層和N型層焊上金屬導線，接通負載，則外電路便有電流通過，如此形成的一個個電池元件，把它們串聯、並聯起來，就能產生一定的電壓和電流，輸出功率．製造太陽電池的半導體材料已知的有十幾種，因此太陽電池的種類也很多．目前，技術最成熟，並具有商業價值的太陽電池要算硅太陽電池．

1953年美國貝爾研究所首先應用這個原理試製成功硅太陽電池，獲得6%光電轉換效率的成果．太陽能電池的出現，好比一道曙光，尤其是航天領域的科學家，對它更是注目．這是由於當時宇宙空間技術的發展，人造地球衛星上天，衛星和宇宙飛船上的電子儀器和設備，需要足夠的持續不斷的電能，而且要求重量輕，壽命長，使用方便，能承受各種沖擊、振動的影響．太陽能電池完全滿足這些要求，1958年，美國的「先鋒一號」人造衛星就是用了太陽能電池作為電源，成為世界上第一個用太陽能供電的衛星，空間電源的需求使太陽電池作為尖端技術，身價百倍．現在，各式各樣的衛星和空間飛行器上都裝上了布滿太陽能電池的「翅膀」，使它們能夠在太空中長久遨遊．我國1958年開始進行太陽能電池的研製工作，並於1971年將研製的太陽能電池用在了發射的第二顆衛星上．以太陽能電池作為電源可以使衛星安全工作達20年之久，而化學電池只能連續工作幾天．

空間應用范圍有限，當時太陽電池造價昂貴，發展受到限．70年代初，世界石油危機促進了新能源的開發，開始將太陽電池轉向地面應用，技術不斷進步，光電轉換效率提高，成本大幅度下降．時至今日，光電轉換已展示出廣闊的應用前景．

太陽能電池近年也被人們用於生產、生活的許多領域．從1974年世界上第一架太陽能電池飛機在美國首次試飛成功以來，激起人們對太陽能飛機研究的熱潮，太陽能飛機從此飛速地發展起來，只用了六七年時間太陽能飛機從飛行幾分鍾，航程幾公里發展到飛越英吉利海峽．現在，最先進的太陽能飛機，飛行高度可達2萬多米，航程超過4000公里．另外，太陽能汽車也發展很快．

在建造太陽能電池發電站上，許多國家也取得了較大進展．1985年，美國阿爾康公司研製的太陽能電池發電站，用108個太陽板，256個光電池模塊，年發電能力300萬度．德國1990年建造的小型太陽能電站，光電轉換率可達30％多，適於為家庭和團體供電．1992年美國加州公用局又開始研製一種「革命性的太陽能發電裝置」，預計可供加州1／3的用電量．用太陽能電池發電確實是一種誘人的方式，據專家測算，如果能把撒哈拉沙漠太陽輻射能的1％收集起來，足夠全世界的所有能源消耗．

在生產和生活中，太陽能電池已在一些國家得到了廣泛應用，在遠離輸電線路的地方，使用太陽能電池給電器供電是節約能源降低成本的好辦法．芬蘭製成了一種用太陽能電池供電的彩色電視機，太陽能電池板就裝在住家的房頂上，還配有蓄電池，保證電視機的連續供電，既節省了電能又安全可靠．日本則側重把太陽能電池應用於汽車的自動換氣裝置、空調設備等民用工業．我國的一些電視差轉台也已用太陽能電池為電源，投資省，使用方便，很受歡迎．

當前，太陽能電池的開發應用已逐步走向商業化、產業化；小功率小面積的太陽能電池在一些國家已大批量生產，並得到廣泛應用；同時人們正在開發光電轉換率高、成本低的太陽能電池；可以預見，太陽能電池很有可能成為替代煤和石油的重要能源之一，在人們的生產、生活中佔有越來越重要的位置．

光電效應與康普頓效應

我們已明確指出光的本質是電磁波，它具有波動的性質．但近代物理又證明，光除了具有波動性之外還具有另一方面的性質，即粒子性．至於光具有粒子性，最好的例證就是著名的「光電效應」和「康普頓效應」．由於光電效應與康普頓效應研究的都是光子與電子之間的相互作用，這就使有些人自然產生一個疑問：既然研究的對象相同，那麼，為什麼有時討論光電效應，有時又討論康普頓效應呢？到底兩種效應有什麼區別？有什麼聯系呢？下面我們就從光電效應的物理本質及規律，康普頓效應的物理本質及規律，光電效應與康普頓效應的關系這三個方面來回答這些問題．

1、光電效應的物理本質及規律

在麥克斯韋預言了電磁波的存在以後，為了證實電磁波的存在，德國物理學家赫茲於1887年首先發現用紫外光照射放電火花隙的負電極時，會使放電更易產生．爾後，其他物理學家都繼續對此進行了研究，發現用紫外光以及波長更短的X光照射一些金屬，同樣觀察到金屬表面有電子逸出的現象．於是，物理學家就把在光（包括不可見光）的照射下金屬表面逸出電子的現象稱為光電效應．所逸出的電子叫光電子，這一名字僅為了表示它是由於光的照射而從金屬表面飛出的這一事實．事實上它與通常的電子毫無區別．光電子的定向運動所形成的電流叫做光電流．光電效應的規律可歸納為以下幾點：

（1）飽和光電流與入射光的強度成正比，即單位時間內受光照射的電極（金屬）上釋放出來的電子數目與入射光的強度成正比．

（2）光電子的最大初動能（或遏止電壓）隨入射光的頻率線性地增加而與入射光的強度無關．

（3）當光照射某一金屬時，無論光的強度如何，照射時間多長，若入射光的頻率小於某一極限頻率，則都沒有光電子逸出，即不發生光電效應．

（4）只要光的頻率超過某一極限頻率，受光照射的金屬表面立即就會選出光電子，其時間間隔不超過 秒，幾乎是瞬時的，與入射光的強度無關．

在解釋上述光電效應的規律時，經典的波動理論遇到了不可克服的困難．為此，偉大的物理學大師——愛因斯坦於1905年提出了一個非凡的光量子假設．他認為光也具有粒子性，這些光粒子稱為光量子，簡稱光子．每個光子的能量是 ，h是普朗克常數， 是光的頻率．

按照光子假設，當光射到金屬表面時，金屬中的電子把光子的能量全部吸收，電子把這部分能量作兩種用途，一部分用來掙脫金屬對它的束縛，即用作逸出功W，餘下一部分轉換成電子離開金屬表面後的初動能 ．按能量守恆與轉換定律，應有：

這就是有名的愛因斯坦光電效應方程．

利用愛因斯坦光電效應方程能圓滿地解釋光電效應諸規律．

首先，根據光子假設，入射光的強度（即單位時間內通過單位垂直面積的光能）決定於單位時間里通過單位垂直面積的光子數．當入射光的強度增加時，單位時間里通過金屬表面的光子數也就增多，於是，光子與金屬中的電子碰撞次數也增多，因而單位時間里從金屬表面逸出的光電子也增多，這些逸出的光電子全部到達陽極便形成所謂的飽和電流．所以，飽和電流與入射光強度成正比．

其次，由愛因斯坦光電效應方程可知，對於一定的金屬而言，因逸出功W一定，故光電子的最大初動 能隨入射光頻率 成線性關系而與光強度無關．

第三，由愛因斯坦光電效應方程可見，如果入射光的頻率過低，以至於 ，那麼，金屬表面就根本不會有光電子逸出，盡管是入射光強度很大．顯然，只有當入射光的頻率 時，才會有光電流出現．事實上，這里的就是光電效應規律中所說的極限頻率，又名「紅限」，各種金屬的紅限各不相同．

第四，當光子與金屬中的電子相互作用時，電子能夠一次性全部吸收掉光子的能量，因而光電效應的產生無需積累能量的時間，幾乎是一觸即發．

2、康普頓效應的物理本質及規律

一般的光散射知識告訴我們，只有當光通過光學性質不均勻的媒質時，光散射現象才會發生．但是實驗發現，當波長很短的光（電磁波），如X射線、 射線等通過不含雜質的均勻媒質時，也會產生散射現象，且一反常態，在散射光中除有與原波長 相同的射線外，還有比原波長 大的射線（ ）出現．這現象首先由美國物理學家康普頓於1922～1923年間發現，並作出理論解釋，故稱康普頓效應，亦稱康普頓散射．

康普頓效應的規律可歸納成如下幾點：

（1）康普頓效應中波長的改變 與原入射光波長 和散射物質無關，而與散射方向有關．當散射角（散射線與入射線之間的夾角）增大時， 也隨之增大．

（2）康普頓效應隨散射物質原子量的增大而減弱．

經典波動理論同樣解釋不了上述康普頓效應的規律．為此，康普頓接受了愛因斯坦的光子假設，認為康普頓效應是由於光子與散射物質中的電子作彈性碰撞的結果．在輕原子中，原子核對電子的束縛較弱，電子的電離能只有幾個電子伏特，遠小於X光光子的能量（ 電子伏特），故在兩者碰撞過程中，可把電子看作是靜止且自由的．具體分析如下：設電子的靜止質量為 ，碰撞前，電子的能量為 ，動量為零；X光光子的能量為 ，動量為 ，碰撞後，電子獲得速度為v，能量為 ，動量為mv，X光光子的能量變為 ，動量變為 ，散射角為 ，如圖所示．碰撞過程因能量、動量都守恆，故有：

（1）

（2）

根據相對論，式中電子靜止質量 與運動質量m的關系為：

（3）

將（1）式移項平方得：

（2）式乘 得：

以上兩式相減得：

將（3）式兩邊平方後代入上式，得：

或：

由於 ，代入上式得：

（4）

式中：

（米）是一個常數，叫康普頓波長，若以 表示之，則（4）式可寫成：

（4′）

（4′）式常稱為康普頓公式．從公式的推導過程可見，在康普頓效應中，發生波長改變的原因是：當X光的光子與「自由電子」碰撞後，光子將沿某一方向（ 角）散射．同時，碰撞過程中把一部分能量傳遞給「自由電子」，這樣，散射光子的能量就小於入射光子的能量．因為光子能量與頻率成正比，所以散射光的波長就大於入射光的波長．

另外，原子中內層的電子一般都被原子核束縛得很緊密，特別是重原子中．光子與這些束縛電子碰撞，實際上是與整個原子碰撞，由於原子的質量比電子大得多，根據康普頓公式計算的波長改變數小得幾乎測不出．原子序數愈大，內層電子愈多，與原子核結合而成的原子也愈重，波長不改變的成分也愈多，即康普頓效應愈弱．

3、光電效應與康普頓效應的關系

光電效應與康普頓效應在物理本質上是相同的，它們研究的對象不是整個入射光束與散射物質，而是光束中的個別光子與散射物質中的個別電子之間的相互作用．與兩種效應相對應的愛因斯坦方程和康普頓公式都建立在光子假設基礎上．光電效應主要是產生光電子，而康普頓效應主要是產生波長改變的散射光，但也向電子傳遞動量．研究光電效應和康普頓效應時都用到了能量守恆定律．

光電效應與康普頓效應的主要差別首先表現在入射光波的波長不同．原則上，任何波長的光和電子碰撞後都能發生康普頓效應．但是，對於可見光和紅外光，效應中波長的相對改變太小不易觀察．如波長為4000埃的紫光，在散射角 時，其波長的改變 埃，則．然而，對波長 埃的X光，則 ，波長更短的 光，相對改變將達百分之百！所以，就一般而言，產生光電效應的光主要是可見光和紫外光，而產

生康普頓效應的光主要是波長很短的X射線和 射線等．

其次，在康普頓效應中，與入射光子相互作用的個別電子是作為「自由電子」身分出現的，考慮的是光子與自由電子的彈性碰撞，在此過程中，不僅能量守恆而且動量也守恆．實際上，只有在電子和原子核（實為原子實）之間的束縛能量遠小於光子能量時才正確．而在光電效應中，與入射光子相互作用的個別電子並沒有看作「自由電子」，而是以一種束縛態出現的．按理，我們必須同時考慮光子、電子和原子實三者的能量和動量變化．但是，由於原子實的質量比電子的質量大幾千倍以上，因此，原子實的能量變化很小，可以略去不計．愛因斯坦方程只表示出光子和電子之間的能量守恆而沒有相應的光子和電子的動量守恆關系式就是由於這個緣故．

由此可得結論：當光子從光子源發出，射入散射物質（一般指金屬）時，主要是與電子發生作用．如果光子的能量相當低（與電子束縛能同數量級），則主要產生光電效應，原子吸收光子而產生電離．如果光子的能量相當大（遠超過電子的束縛能）時，則我們可以認為光子對自由電子發生散射，而產生康普頓效應．更為有趣的是，當光子的能量大於一個兆電子伏特時，還能出現電子對效應（物質吸收光子後發射一對正、負電子的現象）．

㈥ 薄膜太陽能電池的發展歷史

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高分子新材料叢書回--高分子電池答材料

㈦ 太陽能光伏的起源發展

亞坦課堂來替來你答疑解自惑；
在1839年，光伏就被發現了，當時19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時，發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時，電流會加強，從而發年了「光生伏打效應」。到了1930年，朗格首次提出用「光伏效應」製造「太陽能電池」，使太陽能變成電能。
到了1954年5月，沒過貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池。
光伏發展到今天，已經逐漸成為生活生產中的主力能源，包括獨立光伏發電系統、並網光伏發電系統以及分布式光伏發電系統。

㈧ 光伏電池的發展歷史

1839年，法國物理學家.E.貝克勒爾意外地發現，用兩片金屬浸入溶液構成的伏打電池，受到陽光照射時會產生額外的伏打電勢，他在所發表的論文中把這種現象稱為「光生伏打效應」。「光生伏打效應」是不均勻半導體或半導體與金屬混合材料在光照作用下，其內部可以傳導電流的載流子分布狀態和濃度發生變化，因而在不同部位之間產生電位差的現象，這就是光伏發電的基本原理。

100多年後，隨著半導體物性的逐漸了解，以及加工技術的進步，光伏研究取得了重大突破。美國科學家恰賓(DarrylChapin)和皮爾松(GeraldPearson)在貝爾實驗室用半導體做實驗時發現，在硅中摻入一定量的雜質後對光更加敏感。1954年，貝爾實驗室首次製成了單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發電技術，太陽能時代的第一縷曙光終於來臨！

1973年10月，四次中東戰爭爆發引發石油危機，國際石油輸出國組織（OPEC）對色列及支持以色列的國家實行石油禁運，國際原油價格從每桶不到3美元漲到超過13美元。石油危機觸發了二戰後最大規模的全球經濟危機，美國經濟學家的估計，那次危機使美國國內生產總值增長下降了4.7%，使歐洲的增長下降了2.5%，日本則下降了7%。在1979-1980年、1990年，同樣的石油危機又發生了兩次。

石油讓世界各國察覺到對石油過度依賴的弊端，紛紛開發、支持新的能源利用方式。太陽能清潔無污染，並且可以突破資源的限制，只要有陽光的地方就可以開發利用，太陽能受到了世界各國的重視，光伏發電一步步朝著商業化的目標前進。1983年，美國在加州建立了世界上最大的太陽能電站，它的發電量高達160兆瓦。

由於光電轉換效率不夠高、製作技術不夠成熟，太陽能發電成本太高。為了支持新能源發展，世界各國推出了補貼獎勵辦法。日本在1994年實施推廣每戶3000瓦的「市電並聯型太陽光電能系統」，安裝第一年政府補助49%的經費，以後的補助再逐年遞減。到了1996年，日本有2600戶安裝了太陽能發電系統，裝設總容量已經有8兆瓦。

1997年6月，時任美國柯林頓總統在對國會所作的關於環境和發展的報告中，雄心勃勃的提出了「百萬太陽能屋頂計劃」，提出要在2010年以前，在美國100萬個屋頂或建築物其他可能的部位安裝上太陽能系統。這個計劃在當時非常的超前和宏大，給世界各國帶來了震動，一場光伏太陽能改變全球能源的革命就此開始。

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㈨ 太陽能光伏電池是什麼時候發明的

太陽光發電的歷史可以追溯到1800年，貝克勒爾發現對某種半導體材料照射光後，會引起其伏安特性改變。最終，發現了光伏效應，並以此半導體製成太陽能光伏電池。1876年，英國科學家亞當斯等在研究半導體材料時發現了硒的光伏效應。1884年，美國科學家查爾斯製成了硒太陽能光伏電池，其轉換效率很低，僅有1％。其後，對氧化銅等半導體材料研究，同樣發現有光伏效應，所以也製成了以氧化銅等半導體材料為原料的太陽能光伏電池。
1954年，美國貝爾實驗室的皮爾松、佛朗等三名科學家利用硅晶體材料開發出性能良好的太陽能光伏電池，其轉換效率達6％，經過不斷改良後，成為現在的硅太陽能光伏電池。
太陽能光伏電池是1958年開始得到應用的。當時前蘇聯發射了人造衛星，美國也發射了人造衛星，在太空領域上，展開了激烈的競爭。前蘇聯發射的人造衛星使用的是原子能電池，美國發射的先驅者1號通信衛星採用的就是太陽能光伏電池。
由於太陽能光伏電池的價格特別高(高達1500美元／w)，而且剛開始性能還不穩定，因此僅用於航天器。到了20世紀60年代初才慢慢趨於穩定，70年代開始在航天器上大量使用。太陽能光伏電池的性能雖然已穩定，但價格還是很高，所以直到20世紀70年代初太陽能光伏電池還沒有得到廣泛應用，只可用於航天器、人造衛星、山頂上的差轉電台、海上航標燈、海島燈塔電源等，一些不計成本，必須用的場所。
到了1973年後，在石油危機的推動下，太陽能光伏電池進入了蓬勃發展時期，太陽能光伏電池開始在地面使用，而且地面用太陽能光伏電池的數量很快就大大超過了在航天器上的使用量。這個時期，不但出現了許多新型電池，而且因為引進了許多新技術，出現了鈍化技術、減反射技術、絨面技術、背表面場技術、異質結太陽能電池技術及聚光電池等非常有效的新技術。
1976年，美國ca公司的卡爾松發明了非晶硅太陽能光伏電池。該電池的轉換效率雖低於單晶硅，但製造時可以任意選配電壓電流比。
太陽能光伏電池的應用，到了20世紀80年代就比較廣泛了，特別是在民用電器上得到了廣泛應用，如太陽能計算器、太陽能手錶和太陽能手機充電器等。
這主要有兩個原因：一個是半導體集成電路的發展，使得電子產品消耗的電量大幅度下降，在室內燈光下，太陽能光伏電池也能產生電力，可以充分地使計算器等電子產品正常工作；另一個原因是電子產品工作所必需的電壓能從一個基片上得到，這樣一種新的集成型非晶硅太陽能光伏電池可以便宜地製造。太陽能光伏電池計算器實用化後，從手錶開始，逐漸推廣到各種電子產品的應用。
太陽能光伏電池除了可以用簡單的裝置就能夠直接發電這一優點外，在使用時還有如下的優點。
(1)不產生對環境有不良影響的排放氣體及有害物質，沒有雜訊。
(2)不僅在太陽光下可以發電，在熒光燈、白熾燈等擴散光下也可以發電。
(3)不需要更換電池。
(4)可以直接接到dc機械上。
(5)在使用場合就可以發電。
我國的太陽能光伏電池誕生的也比較早，而且我國也是應用較早的國家之一。
1959年，我國就誕生了第一隻有實用價值的太陽能光伏電池。1971年3月太陽能光伏電池首次應用於我國第二顆人造衛星(實踐1號)。而後，1973年太陽能光伏電池首次用於浮標燈。
20世紀70年代，我國開始生產太陽能光伏電池，70年代中末期引進國外關鍵設備和成套生產線，我國太陽能光伏電池的生產產業有了進一步的發展。