能源危機與清潔新能源技術(shù)

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1、能 源 危 機 與 清 潔 新 能 源 技 術(shù) content 能 源 危 機 清 潔 新 能 源 技 術(shù) 能 源 危 機 能 源 危 機 content 能 源 危 機 清 潔 新 能 源 技 術(shù) 清 潔 新 能 源 技 術(shù)新 能 源 技 術(shù) 太 陽 能氫 能核 能地 熱 能 風(fēng) 能。 太 陽 能 太 陽 能 特 點u 太 陽 能 取 之 不 盡 ， 用 之 不 竭u 太 陽 能 在 轉(zhuǎn) 換 過 程 中 不 會 產(chǎn)生 危 及 環(huán) 境 的 污 染u 太 陽 能 資 源 遍 及 全 球 ， 可 以分 散 地 、 區(qū) 域 性 地 開 采 。 我國 約 有 2/3的 地 區(qū) 可 以 較 好 利用 太

2、 陽 能 資 源 太 陽 能 的 利 用 方 式u 光 電 能 （ 太 陽 能 電 池 ）u 光 化 學(xué) 能 （ 水 解 制 氫 ）u 光 熱 能 （ 熱 水 器 ） 太 陽 能 電 池 光 能 電 能 （ 太 陽 能 電 池 ） 太 陽 能 電 池 太 陽 能 電 池工 作 原 理 -光 生 伏 特 效 應(yīng) E（ PN結(jié) 內(nèi) 建 電 場 ）電 子 -空 穴 對 在 內(nèi) 建電 場 的 作 用 下 擴 散 建 立 一 個 與 光 照 強度 有 關(guān) 的 電 動 勢 太 陽 能 電 池分 類 硅 系 多 元 化 合 物 薄 膜 如 GaAs 、 CdTe。 GaAs轉(zhuǎn) 換 效 率 可 以 達 到 3

3、0%以 上，但成本是多晶硅的100倍多； CdTe轉(zhuǎn) 換 效 率 最 高 為 16.5%,成 本 較 多 晶 硅 低 ， 但 Cd有 劇 毒 納 米 晶 化 學(xué) 光 電 效 率 穩(wěn) 定 在 10 以 上 ， 制 作 成 本 僅 為 硅 太 陽 電 池 的 1/5 1/10 ， 尚 處 于 研 究 初 期單 晶 硅 -效 率 最 高 ， 達 到 了 19%24%， 成 本 較 高多 晶 硅 -效 率 為 12%19%， 成 本 較 低非 晶 硅 -效 率 為 8%13%， 硅 系 中 成 本 最 低 太 陽 能 電 池應(yīng) 用 太 陽 能 電 池 太 陽 能 電 池 太 陽 能 電 池 光 解 水

4、 制 氫光 能 化 學(xué) 能 （ 光 解 水 制 氫 ） 光 解 水 制 氫原 理 對 半 導(dǎo) 體 材 料 的 要 求uEg要 大 于 水 的 電 解 電 壓 （ 理論 值 1.23ev， 實 際 由 于 過 電 位的 存 在 會 大 于 此 值 ）TiO 2: 3.2ev左 右 a-Fe2O3:2.2evu半 導(dǎo) 體 的 價 帶 位 置 比 O2/H2O的 電 位 偏 正 ， 導(dǎo) 帶 位 置 比H2/H2O的 電 位 偏 負1972年 ， 日 本 學(xué) 者 Fujishim a報 道 了 利 用 紫 外 光 照 射 TiO2分 解 水 制 氫 ， 開 創(chuàng)了 光 解 水 制 氫 的 歷 史 氫 能 氫 能 燃 料 電 池 （ Fuel cell）點 擊 動 畫 燃 料 電 池 燃 料 電 池 AFCPEMFC(DMFC) SOFCMCFCPAFCFC 燃 料 電 池應(yīng) 用 理 想 的 能 源 利 用 途 徑H 2O 光 照 催 化 分 解 H 2+O 2燃 料 電 池