三大新能源.docVIP

引言 在经济全球化得时刻和知识经济潮头涌起之际，科技发展突飞猛进，创新技术日新月异，科学技术在综合国力竞争中的地位更加突出，然而，这些最根本源于物理学的发展。 胡锦涛主席指出:在世界新科技革命推动下，知识在经济社会发展中的作用日益突出，我国国民财富增长和人民生活改善越来越有赖于知识积累和创新。科技发展从来没有像今天这样深刻地影响着社会生产生活的方方面面，从来没有像今天这样深刻地影响着人民的思想观念和生活方式，从来没有像今天这样深刻地影响着国家和民族的前途命运。科技已成为支撑和引领经济发展和社会进步的重大因素。当今世界，谁掌握了先进科技，谁就掌握了经济社会发展的主动权，谁就掌握了综合国力竞争的主动权。 物理学是一门基础自然科学，致力于研究自然和技术中发生的事，深刻的影响着人类对自然的基本认识和人类的社会生活。尤其是在最基本的物质基础能源领域中的作用有事显而易见的，更加凸显的是在新能源的发展过程中扮演着极其重要的角色。21世纪以来，人们对新能源的青睐，也给物理学的发展提供了新的挑战。 新能源主要包括太阳能、风能、核能、地热能、海洋能、生物质能等。针对新能源技术的应用，物理学作为知识基础，在其中发挥着巨大的作用，并影响着新能源的发展方向。基于现状的发展，我对新能源做出了简单介绍。 太阳能： 太阳能以其清洁环保、取之不竭的特点，是之在全球范围受到了追捧，被认为是二十一世纪的新能源之首，发展前景极广。太阳能具有普遍，无害，利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的；并且它可再生，取之不尽，用之不竭。但于此同时太阳能具有分散性和不稳定性，开发成本高效率低等缺点。太阳能具有利用潜力，但成本目前大大高于风能，数倍于化石燃料，利用也是断断续续的。利用通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来，转换成足够高温度的过程，以有效地满足不同负载的要求。早期的太阳能应用是讲水加热，现在全世界有数百万个太阳能热水装置。太阳能热水系统主要包括收集器、热存储装置及循环管路三部分。 利用太阳能作冬天采暖之用，在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低，室内必须有暖气设备，若要节省化石能源的消耗，可设法利用太阳能。大多数太阳能暖房使用热水系统，也有使用热空气系统的。太阳能暖房系统由太阳能收集器、热存储装置、辅助能源系统及室内暖房风扇系统组成。太阳辐射热经过收集器的工作流体储存，然后向房间供热。通过光伏效应把太阳辐射能直接转换成电能的过程。原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径，最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。光检测电路可用于CT扫描仪、血液分析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中。在这些电路中,光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一个电阻便能轻易地实现简单的电流至电压的转换,但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景,单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。光化学转换技术亦称光化学制氢转换技术，就是将太阳辐射能转化为氢的化学自由能，通称太阳能制氢，属于另一类太阳能利用途径。是目前太阳能应用的三种主要技术方式之一。研究方向 （1）以有机光电功能材料为背景的光物理与光化学过程 研究有机光电功能材料涉及的分子光化学和超分子光化学中的重要基本科学问题，包括基元功能分子的设计与合成，有机光电功能材料与器件的构筑原理和方法，光电功能的调控，超分子体系中的电子转移、能量传递和化学转换。 （2）有机光信息材料及器件 研究纳米晶体与高分子的复合光信息材料、光波导器件、有机电致发光材料和器件、有机光存储材料及器件等。 （3）太阳能光电转换和光化学转换新材料与新技术 研究染料敏化太阳能电池相关材料和技术，有机（聚合物）薄膜太阳能电池的相关材料和技术、太阳能光催化分解水制氢中的重要科学问题。 （4）光催化材料与光化学合成新技术 研究控制光化学反应选择性的新型催化材料以及绿色光化学合成过程。 目标 （1）阐明超分子体系中电子转移、能量传递和化学转换的机制和基本规律，发展超分子体系构筑和功能调控的新原理、新方法，为创造具有特定光电功能的新材料和新体系提供基础。 （2）阐明光信息功能材料和器件中信息产生、传输、转换、存储、调制和显示的机制，发展材料设计与制备、器件微型化、