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材料技术在发展太阳能电池的关键作用

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论文导读：本文将就太阳能电池的材料研究现状以及发展趋势进行讨论。提出了第三代太阳能电池的概念。环保理念，材料技术在发展太阳能电池的关键作用。

关键词：环保理念，太阳能电池，第三代太阳能电池

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1．文明的危机

环境破坏是始于农业畜牧文明的形成，在农牧文明上形成了城市文明，进一步推进了环境的破坏。古代文明繁荣的地区——美索不达亚、埃及、印度——全都彻底地破坏了环境。发表论文，环保理念。。古代中国的小麦文明在黄河流域产生时，生长着高大的树木，极其茂密的森林。随着文明程度的提高，逐渐地由采集转变为农耕，由狩猎转变为畜牧，森林作为木材砍伐，木材又制造出各种用具。虽然农耕文明的诞生维持了几千年的文明，但农耕不知不觉毁灭了森林，使土地变成了不毛之地，结果彻底的破坏了环境。而这种文明的发展图式一直延续到现在，污染了河流，污染了空气。使得现在的黄土高原变成了寸草不生的一片肃杀的景象。看到黄河流域发祥地的荒凉情景，不经让人不寒而栗，这是文明带来的后果吗？

这种加速环境恶化的做法，发达国家的呼声最大。一方面是批评的声音，认为发达国家不应该购买第三世界国家的原材料。而另一方面是不断限制发展中国家的能源消费。这些做法固然可以防止森林被毁灭。发表论文，环保理念。。但实际上，发达国家在发展过程中其实不断地破坏环境，如美国原先更广阔的原始森林，现在都开垦出来畜牧。欧洲的英国、德国都砍伐了森林，变为农场或牧地。当开始注意到文明的发展伴随着环境的破坏时，发达国家已经没有森林了。因此，空洞地要求不去开发第三世界的森林资源并不能够解决环境的问题[1]。除了限制砍伐和毁灭森林，发达国家更应该用现在所拥有的土地来植树造林！同时，发展中国家希望今后经济上富裕起来，而发达国家却自私的将共存、循环之类的概念强加于他们。京瓷株式会社创始人稻盛和夫认为，发达国家必须主动付出牺牲，如发展中国家开始有限地使用石油资源，就必须减少发达国家的能源消费量，以取得消费的平衡。但当美国、日本、西欧等发达国家把每人能源消费量减少一半，也不能使得中国和印度人均消费额增加到现代发达国家的一半。因此，我们现在所处的是非常严重的状态。

环境的破坏问题是人类的最重大的问题。近代对自然的观念是：自然是人的奴隶。在笛卡尔，培根的思想中，人越是了解自然，就越能驱使自然。进入20世纪后，由于科学技术的发展，反把自然当作奴隶了，这是现代人的文明。对于环境，重要的是一边竞争一边共存。人类没有任何竞争而同其他万物众生共存，就会否定社会的发展。我们需要在现实基础上重新建立新的文明。在靠采集狩猎生活的远古时代，人类和自然协调共存。随能源消费文明的诞生和发展，森林减少、沙漠化等问题越来越严重。另外身处孤岛或穷乡僻壤的人们，很难得到电的恩惠，无法过上现代化的便利生活。人类怎么才能不影响环境而实现社会的可持续发展呢？其答案，就是太阳能发电。它必将成为人类生活必不可少的能源，这成为全世界的共识，正以全球规模不断在城市、森林、沙漠以及等待新能源的人们之中普及开来。

太阳电池的成本取决于太阳电池的组件、电力的存储与转换，电池组件的支持与架设、土地与场地及设备的费用等，在所有的这些费用中，材料费用是最大的支出，占总成本的60-80%，因此，从太阳电池产业的发展上看，可以从以下几个方面来改进：首先，要减少材料消耗；其次，要减少制造过程中的能耗；第三，要减少生产线设备投资，降低太阳电池产业的入门槛。本文将就太阳能电池的材料研究现状以及发展趋势进行讨论。

2.太阳能电池的材料研究现状及其进展

太阳每年投射到地面上的辐射能高达约1千瓦时，相当于1.3亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6万多年。可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、无噪声、无污染、不受地域限制、安装维护简便、规模大小随意[2]。更诱人的是在太阳能与建筑一体化的过程中的亲合力。太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材[3]。发表论文，环保理念。。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。发表论文，环保理念。。但目前，太阳能电池还只太阳光谱中的可见光和近红外区域进行吸收和，能量转化率只有15%左右。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为无电地区居民生活生产提供电力、微波中继电源、以及移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实