空间太阳能系统

① 空间太阳能发电站的中国进程

“我国已经超越美国成为全球第一能源消费大国，然而空间能源技术不论是在科技界还是政策制定者那里，都没得到应有的重视。”葛昌纯担心，我国空间太阳能发电研究本身就起步晚，如果再不将优势科研力量集中起来，跟国际先进水平的差距将进一步拉大。
据了解，美国在卡特总统当政时，对空间太阳能发电技术的支持达到高峰，几十年来一直没有间断。美国宇航局启动的“空间太阳能探索性研究和技术计划”提出了该国的发展路线图，为2030年的商业系统研制奠定了基础。
日本在2003年提出了“促进空间能利用”国家计划，目标是在20到30年后实现空间太阳能发电商业化。“2009年，日本航天开发局宣布已开始开发太空太阳能发电系统，该系统将从离地球表面以外3.6万千米、与地球旋转同步的卫星上的大型太阳能收集能源。”葛昌纯告诉记者。
“我国上世纪就有科学家注意到这一技术，但由于缺乏足够的支持，研究进展很慢。”葛昌纯感慨，“2012年3月份召开的国际空间太阳能电站工作组第一次会议上，13名科学家没有一名是来自中国的，足见我们跟国外的差距有多大，而且这个差距还在不断拉大。” 在一次空间太阳能技术研讨会上，一位四川发展改革委的官员对葛昌纯说：“欧洲已将空间太阳能发的电卖到四川，还给我们很多的优惠，我们却连这种电怎么来的都不知道。”
“如果我们再不奋起直追、加大对空间太阳能发电技术的研究，这一战略新兴产业与国外的差距将进一步拉大，市场早晚会成为别人的。”葛昌纯表示。
作为一名航天专家，余梦伦更加专注空间太阳能发电设备的空间运输问题。“要实现空间太阳能发电与地面太阳能发电的成本持平，运用火箭的运输费用至少要降至每公斤1千元人民币。”余梦伦告诉记者，运输的费用是每公斤五六万元，未来能实现每公斤1千元的目标，“但前提是要加大研究的投入，没科研就不可能有进展”。
“空间太阳能发电是一个宏伟的空间和地面工程，涉及到许多重要的技术领域，如空间运输、航天器设计、微波技术、激光技术、材料技术等。”葛昌纯表示，对于我国而言，空间太阳能电站发展的战略机遇已经来临。
据葛昌纯介绍，目前我国在空间太阳能发电技术方面尚没有重大项目。“我们期待国家将其尽快列为科学发展规划重大专项和国际合作重大项目，增大项目支持，早日实现空间太阳能发电的商业化。”

② 为什么要建造空间太阳能发电站

利用太阳能发电，在今天已经不是什么梦想。但是在地面上用太阳能发电受着种种限制，把太阳能转变为电能的效率很低。如果要获得充足的电力，就必须铺设面积巨大的太阳能发电板。而这对于寸土寸金的地面来说，显然是十分困难的。所以，太阳能发电站至今没有能够真正大规模地投入实用。

而在太空，广袤的空间就有铺设太阳能接收板的最佳条件。而且，太空中的太阳辐射，由于没有地球大气的阻隔，强度要比地面上大得多。据估计，使用同样面积、同样材料的太阳能接收板，其发电的能力要比地球上高出10倍。现今，人们正为地球上的能源不足和大气污染而倍感困惑，太空太阳能发电更是受到了科学家们的青睐。

③ 太阳能发电的方式有哪几种

利用太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（太阳能光发电），另一类是太阳热发电（太阳能热发电）。

①太阳能光发电——是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括：光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，其中光化学发电有：电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。

②太阳能热发电——是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：

一种是将太阳热能直接转化成电能。

另一种方式是将太阳热能通过热机带动发电机发电。

(3)空间太阳能系统扩展阅读：

太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。

我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。

从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑（照明）一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

④ 什么是空间太阳能发电站

人口膨胀、能源危机、环境污染是当前人类面临的三大难题。石油、煤炭、天然气等燃料，已经日趋贫乏了，有些科学家悲观地估计，到公元2000年之际，这些燃料将接近枯竭。尽管各国正在千方百计地挖掘、开发新的燃料资源，但资源是有限的，因此探索新一代的能源，实际上已经被提到议事日程上来了。那么这新一代的能源又是什么呢？目前科学家们有两种设想，一种是原子能发电。但应用这一能源存在放射性废物的安全保管问题，弄不好就会招致灭绝生物的大灾难，当然也包括人类在内，因而这条途径使人望而生畏。另一种是向光芒四射的太阳要能量。

我们知道，太阳以光的形式，向宇宙空间源源不断地辐射能量，每秒就相当于将550万吨原煤的热能运送给地球，然而这只占太阳辐射能的二十二亿分之一。就是这二十二亿分之一的能量，也只有64％莱到了地面，其余的全被无情的大气吞掉了，你想想看，这是多么可惜呀！如果能在太空兴建太阳能电站，把太阳能最大限度地转换成电能，然后再输送回大地，这该是多么理想而又具有巨大的实际意义呀！

1968年美国工程师彼得·格拉塞尔，提出了在空间建立太阳能电站的大胆设想，一时间舆论为之哗然，有人讥笑说，这只不过是一个美妙的幻想。然而事隔不久，波音公司却公布了卫星太阳能电站的第一个设计，此后具体方案接二连三地提了出来。美、日、前联邦德国等一些国家，十分重视太阳能电站的研究，多年以来，在进行了一系列可行性论证的基础上，目前已经转入工程论证和实验研究阶段。美国能源部和宇航局组织了25个科研工业组织，对设计方案、空间技术、微波技术和低成本太阳电池生产工艺等，进行了广泛的实验研究，并发表了数十篇极有教益的研究报告。

太阳能电站的工作原理是怎样的呢？根据格拉塞尔的设想，波音公司设计了一个500万千瓦的太阳能电站，电站设在地球静止轨道上，日照时间不受黑天白昼以及气象变化的影响，所以它比在地面上的日照时间要长6～15倍，日照强度也要强2倍。电站采用光电转换的太阳电池。这种转换比其他的形式（如热电转换）更为简单，也更容易在空间生产和维修。太阳能电池帆板上装有140亿个太阳电池，旁边的反射镜将阳光聚集在太阳电池上，使入射的光进一步增强，太阳电池将太阳能转换为直流电，微波管又将直流电变成微波能量，最后由相控阵天线发射到地面接收站，并把它转换成普通电网的电能。

当然无可讳言，实现空间太阳能电站是一项极其庞大而艰苦的空间活动，它要在空间构造一座小城镇那样大小的庞然大物，不用说SU的，仅在工程上就面临着严重挑战。

首先是能量转换问题。电站的太阳电池帆板结构庞大，总重12400吨，中心旋转轴的直径达100米，而旋转起来要非常稳定和准确。如此大的构件，在地面上建造是不可想像的，只能在空间工厂中加工制造。根据计算，太阳电池的数量需要140亿个呢！因此，电站成败的关键，归结为解决太阳电池的生产能力和巨额的生产费用。近五年来，美国对单晶硅和多晶硅的生产技术正在加紧研究，力图尽快满足电站的要求。另外，太阳电池的空间生产亦在积极研究之中，这项技术一旦实现，就为建立电站铺平了道路。

第二是能量空间微波传输的问题。将太阳电池帆板所产生的直流功率转换成微波功率时，要采用数百万个大功率微波管。不过目前美国的生产能力基本上可以满足建立电站的要求，这当然是令人乐观的。不过在这个环节中，还有发射天线和地面接收天线的制造问题需要加以解决。

发射天线是直径为1千米的圆形相控阵天线，天线的子阵阵面为20平方米，天线的指向要十分精确。这种天线目前正处在论证阶段，到投入生产还有一段路程。

地面接收天线也非同一般，它是一个长14千米、宽10千米的偶极子天线阵，接收的微波经过专门设备整流后再投入电网。已经做过的模拟实验表明，接收和整流效率为82％。

第三是空间生产和轨道搬运。美国宇航局和格鲁曼公司研究了两种电站组装方法。一是低轨道组装，即先在低轨道上建立一个700人左右的空间工厂，桁架结构和太阳电池均在这工厂生产和组装，整个电站装配完毕后，再用电力推动系统将它送到地球静止轨道上去。第二是静止轨道组装法。这就需要工厂设在静止轨道上，人员和器材经低轨道过渡到静止轨道工厂中，最终在那里制造并组装。这两种方案都在实验之中，一旦实验成功就又扫除了一个大拦路虎。

一座太阳能电站需要建筑材料10万吨左右，空间作业人员数百人，怎样把这么多的人员和物资送到宇宙太空呢？根据上面介绍的两种组装方法，将分别采用不同的运载工具。对于低轨道方案来说，早期设想用单级火箭和航天飞机运输，运载量为70～200吨。现在设想用两级火箭推进的有翼飞行器——空间运输船。它的起飞重量为11000吨，载重量已经相当可观，每次可以将4000至4500吨的大批物资，送达施工现场。如此计算，空间运输船只要往返22次左右，即能把建造一座电站的器材全部运送完毕。而由低轨道向高轨道转送阶段，将采用离子火箭发动机或化学推进剂工作的轨道运输船。

综上所述，太阳能电站的建立，尽管还有不少问题需要解决，但是，可以满有信心地说，前景是美好的。按照美国宇航局的计划，目前主要是在地面试验装配办法，这一阶段后期要发射一颗实验性的发电卫星；第二阶段要发射一颗发电能力为20～50万千瓦的样星，这一阶段可望在近期完成；第三阶段为全面实施阶段，计划到公元2014年建造印个500万千瓦的卫星电站，公元2050年将突破100个大关。波音公司研究部负责人C.R.伍德科克乐观地预言：“在遥远的未来，围绕地球将有数百个卫星电站来满足人类对能源的要求。”

⑤ 太空空间站，为什么是靠锂电池发电，而不是用太阳能发电

太空空间站实在宇宙中的，在宇宙中太阳的能量采集并不好，所以不如锂电池发电更有效率。

太阳能发电虽然效率可以，但是制约的因素太多了。我国首个空间太阳能电站实验基地在重庆启动，该基地建成后开展的基础性实验和应用研究，太阳是地球和整个太阳系取之不尽、用之不竭的核心能源系统，太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。太阳能发电绝对干净，不产生公害，是最理想的能源。

并且太阳能发电在地球上的失败因素就很多，更不好说在宇宙中，而且太阳能宇宙发电站建立太过困难。

⑥ 前景诱人的空间太阳能电站是如何的

煤作为主要能源曾在工业革命中起过主要作用，而作为能源的石油是和20世纪的种种产业成就联系在一起的。可是，随着世界经济的发展，电力消耗日益增快，能源不足的矛盾相当突出。另一方面，更进一步和过分使用煤和石油等不可再生能源也导致了地球自然环境的破坏，更大规模地发展核电站又担心会构成对人类生命安全的威胁，于是很多科学家不约而同地想到了利用太阳能。

确实，如能利用太阳能作能源，可以避免上述种种矛盾和担心。太阳能真是取之不尽、用之不竭，亿万年来无私地奉献给了宇宙，也为人类送来了光明和温暖。太阳把辐射到宇宙空间能量的大约二十亿分之一穿过15000万千米的路程投射到地球上。这能量相当于173万亿千瓦的功率，或者说约等于每秒把550吨原煤的能量输送给地球。但是，太阳能的散射面很宽，特别是经过地球大气层时，大部分能量被大气层反射、散射或吸收掉了。在宇宙空间，由于太阳光线不会被大气减弱，也不会被大气阻拦，可以直接受到太阳光的照射，因此在那里建造一个太阳能电站，应该是个好主意、好想法。

空间太阳能电站作为人造天体，在绕地球运行过程中总有一部分时间被地球挡住阳光，也就是说要进入地球的阴影部分。不过，这时间并不长。如果太阳能电站的轨道选择得好，可以使这个时间变得很短。例如，太阳能电站若处在赤道上空35860千米的同步轨道上，它绕地球一周的时间为23小时56分钟4秒，与地球自转周期相同，则太阳能电站对地球来说是静止的，一年中仅在春分和秋分前后45天，而且每天至多只有72分钟有被地球挡住阳光的时候，在其余时间内，电站的大面积电池帆板可以受到太阳光的连续照射而把光转变为电。和地面相比，用同样面积的太阳能电池帆板，在同步轨道可多获6~11倍的太阳能。如果把空间太阳能电站建设在圆形日心轨道上，那就不再怕地球挡住阳光，并可获更多的太阳能。

怎样把太阳能电站的电能传送给空间工业用户和地球，是建设空间太阳能电站的关键问题。早在1968年，科学家就设想在宇宙空间的太阳能电站聚集大量阳光，利用光电转换产生直流电，并通过相应的装置将直流电变换成微波，以微波波束的形式传输到太空用户或者传输到地球上，用户接收站又将微波能量再转换成相应的电能，联入用户供电网络。由于微波能顺利通过云雾和烟等，每天向地球输电时间不受任何限制。而在空间没有重力并且真空，太阳电池帆板可以做得很大，微波器件无需严格密封，而微波电能的定向发射和接收，对环境危害较小。虽然微波的放射性也是一种污染，但和煤与石油对大气的污染，以及和核电站可能产生的放射性等类污染相比，几乎可以说是微不足道的。空间太阳能电站的优势还在于它不必使用煤、石油等不可更新的自然资源。

1987年，加拿大科学家在渥太华进行了第一次利用微波作飞行动力的微波波束传送电能试验。他们用碟型天线传输微波波束。在试验中，人们发现在波束的聚焦、目标的跟踪方面存在一定的困难。

前不久，日本京都大学的科学家们又进行了类似的试验。不过，他们对加拿大的微波波束传输技术作了改进，采用相控阵天线技术。利用相控阵天线传送微波波束，聚焦精确，跟踪目标快速，利于实现计算机控制。

日本人试验的是一种无机载动力源、长度为1.6米的模型飞机。飞机上既无机载汽油，也无电池，而是靠接收地面的微波能量作为动力，收到的微波能量被转换成电力，驱动飞机螺旋浆转动，获得飞行动力。这一试验的目的不是想研究开发一种不带燃料箱的飞机，而是试验微波传能技术，用于未来空间太阳能电站的电力传送。

科学家们预测，不久后，能产生动力的空间太阳能电站作为实用能源工厂将为空间工厂提供电力，或者为轨道上的载人飞船和空间站提供能源。再进一步的发展将会把电力送往地球。

据科学家分析，空间太阳能电站的经济最佳容量是5~10兆瓦，悬挂于地球赤道上空36000千米高度的对地静止电站的质量为5万~10万吨。

最初步的估算表明，空间太阳能电站每产生1千瓦电量的造价会比核电站同样功率的造价高出50%~100％，比水电站高出100%~150％，比热电站高300%~500％。但是，由于使用甚高频微波辐射传输到地球，微波能量实际上不会被大气所吸收，地面接收站接收到的微波能量转变为电能供给用户，其转换效率可高达90％；更由于空间太阳能电站不耗地球资源，因此工作约5~7年后，其利润将比热电站和核电站高。

建造空间太阳能电站的另一个关键问题是运输。计算表明，在5年内回收这样一个电站的建设费用，它每千克重量的成本不应超过150~200美元。此外，运载火箭应有非常大的推力，一次能将500吨的有效载荷送入轨道。在这样的情况下，总计只需100~200次的发射就可以了，所有货物在3~5年内运输到位。

到目前为止，还没有这种大推力运载火箭能一次将500吨的有效载荷直接送入同步轨道。现有最大推力的运载火箭也只能将100多吨的有效载荷送入地球近地空间。因此，要在3~5年内将空间太阳能电站的建设材料运送到位，还必须研制这种大推力火箭。

怎样大规模开发与利用空间太阳能还处在设想阶段，还需要若干年才能实现。

科学家们相信，现在动手建立一个具有发电容量为15万千瓦的空间太阳能原型电站的计划是可行的。在这之后，就可能建造巨大的电站。随着时间推移，太空太阳能电站还应能帮助解决行星的电力供应。

知识点

不可再生能源

自然资源一般是指一切物质资源和自然过程，通常是指在一定技术经济环境条件下对人类有益的资源。自然资源可从不同的角度进行分类。从资源的再生性角度可划分为再生资源和不可再生资源。

再生资源是指一定时间内在人类参与下可以重新产生的资源，如农田，如果耕作得当，可以使地力常新，不断为人类提供新的农产品。再生资源有两类：一类是可以循环利用的资源，如太阳能、空气、雨水、风和水能、潮汐能等；一类是生物资源。

与再生资源相对，不可再生资源是指在一定时间内无法再生的自然资源，如天然气、石油、煤矿、铁矿等矿产资源都是不可再生资源，它们用一些就少一些。

⑦ 为什么太阳能会发电

【太阳能电池发电原理】太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。
当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。 [编辑本段]【晶体硅太阳电池的制作过程】 “硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末．我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快。生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。
太阳能光伏
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
太阳热能
现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。 优点：�
(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。�
(2)无害：开发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。�
(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。�
(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。�
缺点：�
(1)分散性：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。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1／5左右，这样的能流密度是很低的。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。�
(2)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。�
(3)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。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。�
太阳能发电
即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。
太阳能离网发电系统
太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。
太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。
太阳能并网发电系统
可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。
因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。
太阳能并网发电系统主要产品分类 A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 （双馈变流器，全功率变流器）。 空间太阳能电源 第一个空间太阳电池载于1958年发射的Vangtuard I，体装式结构，单晶Si衬底，效率约10%（28℃）。到了1970年代，人们改善了电池结构，采用BSF、光刻技术及更好减反射膜等技术，使电池的效率增加到14%。在70年代和80年代，地面太阳电池大约每5.5年全球产量翻番；而空间太阳电池在空间环境下的性能，如抗辐射性能等得到了较大改善。由于80年代太阳电池的理论得到迅速发展，极大地促进了地面和空间太阳电池性能的改善。到了90年代，薄膜电池和Ⅲ-Ⅴ电池的研究发展很快，而且聚光阵结构也变得更经济，空间太阳电池市场竞争十分激烈。在继续研究更高性能的太阳电池，主要有两种途径：研究聚光电池和多带隙电池。
× 空间太阳电池主要性能
电池效率
由于太阳电池在不同光强或光谱条件下效率一般不同，对于空间太阳电池一般采用AM0光谱（1.367KW/㎡），对于地面应用一般采用AM1.5光谱（即地面中午晴空太阳光，1.000 KWm-2）作为测试电池效率的标准光源。太阳电池在AM0光谱效率一般低于AM1.5光谱效率2～4个百分点，例如一个AM0效率为16%的Si太阳电池AM1.5效率约为19%）。
◎ 25℃，AM0条件下太阳电池效率
电池类型 面积（cm2） 效率（%） 电池结构
一般Si太阳电池 64cm2 14.6 单结太阳电池
先进Si太阳电池 4cm2 20.8 单结太阳电池
GaAs太阳电池 4cm2 21.8 单结太阳电池
InP太阳电池 4cm2 19.9 单结太阳电池
GaInP/GaAs 4cm2 26.9 单片叠层双结太阳电池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 单片叠层双结太阳电池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 单片叠层三结太阳电池
◎ 聚光电池
GaAs太阳电池 0.07 24.6 100X
GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X，单片叠层双结太阳电池
GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X，机械堆叠太阳电池
空间太阳电池在大气层外工作，在近地球轨道太阳平均辐照强度基本不变，通常称为AM0辐照，其光谱分布接近5800K黑体辐射光谱，强度1353mW/cm2。因此空间太阳电池多采用AM0光谱设计和测试。
空间太阳电池通常具有较高的效率，以便在空间发射的重量、体积受限制的条件下，能获得特定的功率输出。特别在一些特定的发射任务中，如微小卫星（重量在50～100公斤）上应用，要求单位面积或单位重量的比功率更高。
抗辐照性能
空间太阳电池在地球大气层外工作，必然会受到高能带电粒子的辐照，引起电池性能的衰减，主要原因是由于电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小。其光电参数衰减的程度取决于太阳电池的材料和结构。还有反向偏压、低温和热效应等因素也是电池性能衰减的重要原因，尤其对叠层太阳电池，由于热胀系数显著不同，电池性能衰减可能更严重。
× 空间太阳电池的可靠性
光伏电源的可靠性对整个发射任务的成功起关键作用，与地面应用相比，太阳电池/阵的费用高低并不重要，因为空间电源系统的平衡费用更高，可靠性是最重要的。空间太阳电池阵必须经过一系列机械、热学、电学等苛刻的可靠性检验。× 太阳能路灯
太阳能路灯 太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。 [编辑本段]【太阳能电池】 太阳能电池发电原理
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。
当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
太阳简介
太阳是离地球最近的一颗恒星,也是太阳的中心天体,它的质量占太阳系总质量的99.865%。太阳也是太阳系里惟一自己发光的天体,它给地球带来光和热。如果没有太阳光的照射,地面的温度将会很快地降低到接近绝对零度。由于太阳光的照射,地面平均温度才会保持在14℃左右,形成了人类和绝大部分生物生存的条件。除了原子能、地热和火山爆发的能量外,地面上大部分能源均直接或间接同太阳有关。
太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球,半径为6.96×105km(是地球半径的109倍)，质量约为1.99×1027t(是地球质量的33万倍)，平均密度约为地球的1/4。太阳表面的有效温度为5762K,而内部中心区域的温度则高达几千万度。太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应,每秒有6.57×1011kg的氢聚合生成6.53×1011kg的氦,连续产生3.90×1023kW能量。这些能量以电磁波的形式,以3×105km/s的速度穿越太空射向四面八方。地球只接受到太阳总辐射的二十二亿分之一,即有1.77×1014kW达到地球大气层上边缘(“上界”),由于穿越大气层时的衰减,最后约8.5×1013kW到达地球表面,这个数量相当于全世界发电量的几十万倍。
根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的储量足够维持600亿年,而地球内部组织因热核反应聚合成氦,它的寿命约为50亿年,因此,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。
太阳的结构和能量传递方式简要说明如下。
太阳的质量很大,在太阳自身的重力作用下,太阳物质向核心聚集,核心中心的密度和温度很高,使得能够发生原子核反应。这些核反应是太阳的能源,所产生的能量连续不断地向空间辐射,并且控制着太阳的活动。根据各种间接和直接的资料,认为太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。
(1)核反应区
在太阳半径25%(即0.25R)的区域内,是太阳的核心,集中了太阳一半以上的质量。此处温度大约1500万度(K),压力约为2500亿大气压(1atm=101325Pa),密度接近158g/cm3。这部分产生的能量占太阳产生的总能量的99%,并以对流和辐射方式向外辐射。氢聚合时放出伽玛射线,这种射线通过较冷区域时,消耗能量,增加波长,变成X射线或紫外线及可见光。
(2)辐射区
在核反应区的外面是辐射区,所属范围从0.25～0.8R,温度下降到13万度,密度下降为0.079g/cm3。在太阳核心产生的能量通过这个区域由辐射传输出去。
(3)对流区
在辐射区的外面是对流区(对流层),所属范围从0.8～1.0R,温度下降为5000K,密度为10－8g/cm3。在对流区内,能量主要靠对流传播。对流区及其里面的部分是看不见的,它们的性质只能靠同观测相符合的理论计算来确定。
(4)太阳大气
大致可以分为光球、色球、日冕等层次,各层次的物理性质有明显区别。太阳大气的最底层称为光球,太阳的全部光能几乎全从这个层次发出。太阳的连续光谱基本上就是光球的光谱,太阳光谱内的吸收线基本上也是在这一层内形成的。光球的厚度约为500km。色球是太阳大气的中层,是光球向外的延伸,一直可延伸到几千公里的高度。太阳大气的最外层称为日冕,是冕是极端稀薄的气体壳,可以延伸到几个太阳半径之远。严格说来,上述太阳大气的分层仅有形式的意义,实际上各层之间并不存在着明显的界限,它们的温度、密度随着高度是连续地改变的。
可见,太阳并不是一个一定温度的黑体,而是许多层不同波长放射、吸收的辐射体。不过,在描述太阳时,通常将太阳看作温度为6000K、波长为0.3～3.0μm的黑色辐射体。
太阳能发电
未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种。
①光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。
②光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。希望能对你有帮助！！！！！内容很多，还有其他你需要的
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⑧ 其他太阳系外的恒星的行星上有向我们人类这样的高级生物吗

我们说，自古以来，我们生活在地球上，人类就常常在想，除了我们生活的地球，是不是另外一个星球吗？因此，从点的天文学家发现另一个地球相当大的难度。因此，让我们看一看，我们如何找到另一个地球吗？这是我们第一次看的人生活在这个人间天堂，是地球的身影，才有可能去想它，真的去到另一个星球。人们可以生活在地球上，有几个主要条件：一个条件，我们的地球从太阳也不远也不近，太近也不能太接近接近太阳烤焦。距离太远无法正常工作，所以离太阳的距离的右侧。第二点，自身素质是正确的，恰到好处。如果地球重特别重！这是一个很大的麻烦，我们人类自然越来越重，一系列的问题，地球本身的重力也只是合适的。另一个，地球的化学组合物，也是适当的。地球的化学组合物，是非常适合于各种术语。

还有，我们的地球有一个进一步的优点，大气中的组合物，是更合适的，大气中的组合物，也是很重要的，并且我们说，下面的大气臭氧层的，以及电离层。臭氧层，电离层屏障是我们的星球，而保护地球。我们确切地知道我们穿过电离层的人际交往，以反映电离层有使用。这样的气氛是非常合适的，和我们说的地球是整个条件好，非常适合人类生存。

然后，我们并不满足与地球上的生命的光，走出去寻找，看看有没有其他地方适合人类的生存，或者说是说，人们有更先进的生活。比我们国家的艺术，它是有可能的。我们走了出去，我们都知道，尽管这种科学的发展是如此之快，但走出去寻找一个“全球性”更容易，做起来难！因此，我们首先要找到它呢？请参阅我们的太阳系，有没有其他地方是有生命的，如果你知道某人，或生活。我们的太阳能系统来看待，所以我们进入太阳系的第一步，寻找另一种生活。太阳系内有另一种生活？

这九颗行星的发现，各个行星，我们也做了一些探测行星内部可能产生的生活吗？是火星。火星上相当恶劣的条件下，相对于我们的地球更糟糕。有沙尘暴了很多它的大气主要是二氧化碳。因此，它可能是不适合生命存在，包括生物学，植物的生长。除了火星，太阳系内的其他行星没有合适的条件下做呢？其他行星，我们主要是走了，和你看到的结果，是不是好，远不如火星。虽然火星几乎任何东西是雪上加霜。有些气氛的气氛，温度也是也很糟糕，根本就不适合。但那里是一个天体行星，它说，“月亮是很有意思的。这是什么？朱庇特发现的卫星很有趣，这是木星的卫星的一部分，我们已经看到，该卫星是有趣的？这木星的Europa的卫星是很有趣的，有意思的是，在什么地方？事实上，欧洲的卫星，如果我们仔细拍照吧，它的颜色会发生一些变化。不仅颜色会发生一些变化，但它也有一些条纹。因此，这和欧洲仍高于水的上空，有迹象表明，在欧洲，如果那个人是要生存下去，还是有可能左右。因为有一个很重要的条件，你必须有水和大气。地方还是太接近，所以很有趣的。其他的卫星，你连想都不觉得人要生存下去简直是不可想象的。我们的结论是，它是指在太阳系内，目前，还没有找到真正意义上的生活。然而，太阳能系统，提供的是什么呢？为我们提供的发展空间的太阳能系统。虽然我们并没有发现生活，但这个空间是相当不错的。