太阳能电池的发展背景及应用

吕玉荣

(鹤壁职业技术学院 交通与材料工程学院，河南 鹤壁 458030)

以煤炭为能源的蒸汽机推动了第一次工业革命，电力驱动的灯泡照亮了第二次工业革命前进的方向，原子能、电子计算机等技术的发明创造使得第三次工业革命极大的推动了人类在社会、经济、文化等范畴的先进程度，虽然我们已身处第四次工业革命，但是我们对新能源的探索从未停止，而且不排除一种新的能源会改变我们人类的生活。

1 太阳能电池的发展背景

1.1 能源枯竭

从第1次工业革命以来，全世界对能源的需求量越来越大，人们对煤、石油、天然气等化石资源过度开采，使得这些传统能源的可使用年限越来越少。据统计：世界与中国的石油、天然气和煤的使用年限对比如图1[1]。

图1 世界与我国传统能源使用年限示意图

1.2 环境污染、生态破坏

由于化石燃料的长期使用，使得全球的环境污染越来越厉害，生态也遭到了严重的破坏。虽然化石燃料的使用，可以使经济得到快速发展，但是污染、雾霾、酸雨等各种各样令人棘手的问题也随之而来。1952年整个伦敦城被黑暗的迷雾所笼罩，直至12月10日，强劲的西风才吹散了笼罩在伦敦上空的恐怖烟雾；2016年我国也遭受了历年来范围最广、持续时间最长、强度最高的雾霾困扰，其中河北石家庄的一些监测点，PM2.5指数一度突破1 000。

1.3 太阳能的优点

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，是来自太阳的辐射能量。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间[2]。……