太陽(yáng)能是一種輻射能,具有即時(shí)性,必須即時(shí)轉換成其它形式能量才能利用和貯存。將太陽(yáng)能轉換成不同形式的能量需要不同的能量轉換器:集熱器通過(guò)吸收面可以將太陽(yáng)能轉換成熱能,利用光伏效應太陽(yáng)電池可以將太陽(yáng)能轉換成電能,通過(guò)光合作用植物可以將太陽(yáng)能轉換成生物質(zhì)能,等等。原則上,太陽(yáng)能可以直接或間接轉換成任何形式的能量,但轉換次數越多,最終太陽(yáng)能轉換的效率便越低。
太陽(yáng)能-熱能轉換
黑色吸收面吸收太陽(yáng)輻射,可以將太陽(yáng)能轉換成熱能,其吸收性能好,但輻射熱損失大,所以黑色吸收面不是理想的太陽(yáng)能吸收面。選擇性吸收面具有高的太陽(yáng)吸收比和低的發(fā)射比,吸收太陽(yáng)輻射的性能好,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽(yáng)能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料制成,簡(jiǎn)稱(chēng)為選擇性涂層。它是在本世紀40年代提出的,1955年達到實(shí)用要求,70年代以后研制成許多新型選擇性涂層并進(jìn)行批量生產(chǎn)和推廣應用,目前已研制成上百種選擇性涂層。
太陽(yáng)能-電能轉換
電能是一種高品位能量,利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽(yáng)能轉換為電能是大規模利用太陽(yáng)能的重要技術(shù)基礎,世界各國都十分重視,其轉換途徑很多,有光電直接轉換,有光熱電間接轉換等。這里重點(diǎn)介紹光電直接轉換器件--太陽(yáng)電池。
世界上,1941年出現有關(guān)硅太陽(yáng)電池報導,1954年研制成效率達6%的單晶硅太陽(yáng)電池,1958年太陽(yáng)電池應用于衛星供電。在70年代以前,由于太陽(yáng)電池效率低,售價(jià)昂貴,主要應用在空間。70年代以后,對太陽(yáng)電池材料、結構和工藝進(jìn)行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進(jìn)展,地面應用規模逐漸擴大,但從大規模利用太陽(yáng)能而言,與常規發(fā)電相比,成本仍然大高。
目前,世界上太陽(yáng)電池的實(shí)驗室效率最高水準為:?jiǎn)尉Ч桦姵?4%(4cm2),多晶硅電池18.6%(4cm2),InGaP/GaAs雙結電池30.28%(AM1),非晶硅電池14.5%(初始)、12.8(穩定),碲化鎘電池15.8%,硅帶電池14.6%,二氧化鈦有機納米電池10.96%。