第2章能源的主要状况与分类.pptVIP

第二章 新能源与新能源材料;;能源的重要性;从现代经济社会发展看，能源问题的重要性主要表现在以下4个方面。 1. 能源是现代经济社会发展的基础 2.能源是经济社会发展的重要制约因素 ;3. 能源安全事关经济安全和国家安全 ;4. 能源消耗对生态环境的影响日益突出 ;国内外能源形势;(1)世界化石能源储量丰富，各国资源占有分布不均 ;(2)能源结构走向多元，化石能源仍是消费主体； 2006年世界一次商品能源消费中石油占35.8％，居第1位； 煤炭占28.4％，居第2位； 天然气占23.7％，居第3位; 其次为水能和核能，分别占6.3％和5.8％ 预计在2030年前，石油、天然气和煤炭等化石能源仍将是世界的主流能源 ;(3)发达国家能源消费高位徘徊，发展中国家能源需求加快增长. 发达国家已经处于能源消费的缓慢增长期；发展中国家为摆脱贫穷和落后，正致力于加快发展，其能源消费的增长也在加快． ;据国际能源署(International Energy Agency，IEA)预测，从2006～2030年．全球能源需求总量将以年均1.2％～1.6％的速度增长，其中70％的需求增长来自发展中国家;(4)气候变化对能源发展影响加大，低碳和无碳能源成为新热点． 随着人们对CO2、CH4、N2O等温室气体排放与地球气候变化相互关系认识的不断加深，要求国际社会采取对策努力限制或减少温室气体排放的呼声越来越高; 气候变化问题已成为世界能源发展新的制约因素，也是世界石油危机后推动节能和替代能源发展的主要驱动因素．各国把核能、水能、风能、太阳能、生物质能等低碳和无碳能源作为今后发展的重点.;(5)国际能源问题政治化倾向明显，非供求因素影响增大． 目前，全球石油贸易量占能源贸易量的70％以上．20世纪70年代以来，世界石油市场经历了几次大的波动，一些石油输出国与消费国以及多种国际势力相互博弈，非供求因素对国际油价波动的影响越来越明显． ;－、我国当前的能源状况;(2)能源建设不断加强，能源效率仍然较低． ;(3)能源生产迅速增长，生态环境压力明显．在需求快速增长的驱动下，中国能源生产增长很快，煤炭增长尤为迅速．过去6年，中国原煤年产量增加了近12亿t，2007年产量达到25??4亿t，约占全球产量的40％． ;;;能源的分类：;（一）太阳能;;;目前，成本问题是制约太阳电池大规模应用的瓶颈。要真正使太阳能成为替代能，太阳电池的发电成本必须接近常规发电方式的成本。 2005年，国际市场光伏组件的成本约.25美元/峰瓦(折合每千瓦时约0.09美元。国内光伏组件成本要高于国外，约40元人民币/峰瓦)，必须降至1美元/峰瓦以下才能实现上述目标，中间还有很大的差距。 在技术上实现创新和突破，发展廉价、高效的新一代太阳电池。。;太阳能的利用;太阳能的利用-----光热转换;太阳能的利用-----光电转换;太阳能电池是一种将太阳能转变为电能的器件。太阳能电池的工作原理基于半导体的光生伏特效应，所以太阳能电池又称为光伏电池。 光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。;半导体太阳能电池光电转换原理 当光子入射到光敏材料时，在材料内部产生新的电子和空穴对，从而改变了材料的导电性质。在外电场作用下，电子移向正极，空穴移向负极，这样，外电路中就有电流流过。这种由于光激发而产生的电流称为光电流;这种现象就是光电导现象。;光电导的基本过程包括: a.光激发； b.载流子的产生； c.载流子的迁移。 当光照射到光电转换材料时，只有光子的能量大于该材料的禁带宽度Eg时，才可能把价带中的电子激发到导带中去，使价带产生空穴， ;PN 结合型太阳能电池;光电转化量子效率，即入射单色光子—电子转化效率(monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency，用缩写IPCE表示) 是描述材料光生电子能力的一个重要参数。 定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位面积电极在单位时间内的入射单色光子数练之比。;世界太阳能电池发展的主要节点 1954 美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为6％ 1955 第一个光伏航标灯问世，美国RCA发明Ga As太阳能电池 1958 太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星，转换效率为8％。 1959 第一个单晶硅太阳能电池问世。 1960 太阳能电池首次实现并网运行。 1974 突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18％。 1975 非晶硅及带硅太阳能电池问世 1978 美国建成100KW光伏电站 1980 单晶硅太阳能电池效率达到20％多晶硅为14.5％，GaAs为22.5％ 1986 美