1. 太陽能光電轉換電池（晶體矽電池、薄膜電池）的工作原理、特點及應用。
薄膜太陽電池（非晶矽）
特點非晶矽太陽能電池的優點
1非晶矽具有較高的光吸收係數。
這是非晶矽材料最重要的特點，也是它能夠成為低**太陽能電池的最主要因素。
2非晶矽的禁帶寬度比單晶矽大，隨製備條件的不同約在1.5-2.0ev的範圍內變化，這樣製成的非晶矽太陽能電池的開路電壓高。
③材料和製造工藝成本低、裝置簡單；而且非晶矽薄膜厚度僅有數千埃，不足
，大大降低了矽原材料的成本；沉積溫度為100～300c。
④易於形成大規模的生產能力，這是因為非晶矽適合製作特大面積、無結構缺陷的薄膜，生產可全流程自動化，顯著提高勞動生產率。（最大1100mm*1250mm單結晶非晶矽太陽電池）
⑤由於非晶矽沒有晶體所要求的週期性原子排列，可以不考慮製備晶體所必須考慮的材料與襯底間的晶格失配問題。因而它幾乎可以澱積在任何襯底上，如不鏽鋼、塑料甚至廉價的玻璃襯底
⑥多品種和多用途，不同於晶體矽，在製備非晶矽薄膜時，只要改變原材料的氣相成分或氣體流量，便可使非晶矽薄膜改性，製備出新型的太陽電池結構；並且根據器件功率、輸出電壓和輸出電流的要求，可以自由設計製造，
方便地製作出適合不同需求的多品種產品。
⑦易實現柔性電池，非晶矽可以製備在柔性的襯底上，而且其矽原子網路結構的力學效能特殊，因此，它可以製備成輕型、柔性太陽電池，易於與建築整合。
⑧製備非晶矽太陽能電池能耗少，約100千瓦小時，能耗的**年數比單晶矽電池短得多。
非晶矽太陽能電池的缺點
1 晶體矽相比，非晶矽薄膜太陽電池的效率相對較低，在實驗室中電池的穩定最高光電轉換效率只有13％左右。在實際生產線中，非晶矽薄膜太陽電池的效率也不超過10％；
2 非晶矽薄膜太陽電池的光電轉換效率在太陽光的長期照射下有一定的衰減，到目前為止仍然未根本解決。所以，非晶矽薄膜太陽電池主要應用於計算器、表、玩具等小功耗器件中。應用規模從手錶、計算器、發展到兆瓦級獨立電站，應用範圍涉及多種電子消費產品、通訊、照明、戶用電源、光伏灌溉及中小型併網發電等。
發展趨勢
作為非常有希望的低成本太陽能電池，開發新結構，提高效率和穩定性，將會使非晶矽太陽能電池在民用及獨立電源系統中獲得廣泛應用。
多晶矽薄膜太陽能電池：
特點多晶矽電池既具有晶體電池的特點，又具有非晶矽電池成本低，裝置簡單且可以大規模製備等優點。
多晶矽薄膜與非晶矽一樣，具有低成本、大面積和製備簡單的優勢。
它的襯底便宜，矽材料用量少，而且沒有光衰減問題，結合了晶體矽和非晶矽材料的優點，但是，由於晶粒較小等原因，其太陽能光電轉換效率依然較低，到現在為止，尚未有大規模工業生產。多晶矽薄膜主要分為兩類：一類是晶粒較大，完全由多晶矽顆粒組成；另一類是由部分晶化、晶粒細小的多晶矽鑲嵌在非晶矽中組成。
發展趨勢
在多晶矽薄膜研發中，目前人們非常關注：如何在廉價的襯底上，能夠高速、高質量地生長多晶矽薄膜；多晶矽薄膜的製備溫度要盡量低，以便選用低價優質的襯底材料；多晶矽薄膜電學效能的高可控性和高重複性。因此多晶矽薄膜被認為是理想的新一代的太陽能光電材料
2. 氫能與燃料電池（分類、結構、工作原理、應用）。
氫能在二十一世紀有可能在世界能源舞台上成為一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優越的新能源，其主要優點有：燃燒熱值高，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.
9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水，是世界上最乾淨的能源。
資源豐富，氫氣可以由水製取，而水是地球上最為豐富的資源，演繹了自然物質迴圈利用、持續發展的經典過程
重量最輕的元素
標準狀態下，密度為 0.0899g/l，－252.7℃時，可成為液體，若將壓力增大到數百個大氣壓，液氫可變為金屬氫。
導熱性最好的氣體
比大多數氣體的導熱係數高出10倍。
普遍元素
據估計它構成了宇宙質量的 75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態貯存於水中，而水是地球上最廣泛的物質。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。
理想的發熱值
除核燃料外氫的發熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142,351kj/kg，是汽油發熱值的3倍。
燃燒效能好點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃範圍，而且燃點高，燃燒速度快。
無毒與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的汙染物質，少量的氮化氫經過適當處理也不會汙染環境，且燃燒生成的水還可繼續製氫，反覆迴圈使用。產物水無腐蝕性，對裝置無損。
利用形式多既可以通過燃燒產生熱能，在熱力發動機中產生機械功，又可以作為能源材料用於燃料電池，或轉換成固態氫用作結構材料。
可以多種形態存在以氣態、液態或固態的金屬氫化物出現，能適應貯運及各種應用環境的不同要求。
耗損少可以取消遠距離高壓輸電，代以遠近距離管道輸氫，安全性相對提高，能源無效損耗減小。
利用率高氫取消了內燃機雜訊源和能源汙染隱患，利用率高。
運輸方便氫可以減輕燃料自重，可以增加運載工具有效載荷，這樣可以降低運輸成本從全程效益考慮社會總效益優於其他能源。
減少溫室效應氫取代化石燃料能最大限度地減弱溫室效應
氫動力汽車以氫氣代替汽油作汽車發動機的燃料，已經過日本、美國、德國等許多汽世公司的試驗，技術是可行的，目前主要是廉價氫的**問題。氫是一種高效燃料，每公斤氫燃燒所產生的能量為33.6千瓦小時，幾乎等於汽車燃燒的2.
8倍。氫氣燃燒不僅熱值高，而且火焰傳播速度快，點火能量低（容易點著），所以氫能汽車比汽油汽車總的燃料利用效率可高20%。當然，氫的燃燒主要生成物是水，只有極少的氮氫化物，絕對沒有汽油燃燒時產生的一氧化碳、二氧化硫等汙染環境的有害成分。
氫能汽車是最清潔的理想交通工具。
氫能汽車的供氫問題，目前將以金屬氫化物為貯氫材料，釋放氫氣所需的熱可由發動機冷卻水和尾氣餘熱提供。現在有兩種氫能汽車，一種是全燒氫汽車，另一種為氫氣與汽油混燒的摻氫汽車。摻氫汽車的發動機只要稍加改變或不改變，即可提高燃料利用率和減輕尾氣汙染。
使用摻氫5%左右的汽車，平均熱效率可提高15%，節約汽油30%左右。因此，近期多使用摻氫汽車，待氫氣可以大量**後，再推廣全燃氫汽車。德國賓士汽車公司已陸續推出各種燃氫汽車，其中有麵包車、公共汽車、郵政車和小轎車。
以燃氫麵包車為例，使用200公斤鈦鐵合金氫化物為燃料箱，代替65公升汽油箱，可連續行車130多公里。德國賓士公司製造的摻氫汽車，可在高速公路上行駛，車上使用的儲氫箱也是鈦鐵合金氫化物。
摻氫汽車的特點是汽油和氫氣的混合燃料可以在稀薄的貧油區工作，能改善整個發動機的燃燒狀況。在中國許當城市交通擁擠，汽車發動機多處於部分負荷下執行、採用摻氫汽車尤為有利。特別是有些工業餘氫（如合成氨生產）未能**利用，若作為摻氫燃料，其經濟效益和環境效益都是可取的。
氫能發電
大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發出的電送往電網，由電網輸送給使用者。但是各種用電戶的負荷不同，電網有時是高峰，有時是低谷。為了調節峰荷、電網中常需要啟動快和比較靈活的發電站，氫能發電就最適合搶演這個角色。
利用氫氣和氧氣燃燒，組成氫氧發電機組。這種機組是火箭型內燃發動機配以發電機，它不需要複雜的蒸汽鍋爐系統，因此結構簡單，維修方便，啟動迅速，要開即開，欲停即停。在電網低負荷時，還可吸收多餘的電來進行電解水，生產氫和氧，以備高峰時發電用。
這種調節作用對於用網執行是有利的。另外，氫和氧還可直接改變常規火力發電機組的執行狀況，提高電站的發電能力。例如氫氧燃燒組成磁流體發電，利用液氫冷卻發電裝置，進而提高機組功率等。
更新的氫能發電方式是氫燃料電池。這是利用氫和氧（成空氣）直接經過電化學反應而產生電能的裝置。換言之，也是水電解槽產生氫和氧的逆反應。
70年代以來，日美等國加緊研究各種燃料電池，現已進入商業性開發，日本已建立萬千瓦級燃料電池發電站，美國有30多家廠商在開發燃料電池.德、英、法、荷、丹、意和奧地利等國也有20多家公司投入了燃料電池的研究，這種新型的發電方式已引起世界的關注。
燃料電池的簡單原最巧是將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能源轉換效率可達60%—80%，而且汙染少，雜訊小，裝置可大可小，非常靈活。最早，這種發電裝置很小，造價很高，主要用於宇航作電源。現在已大幅度降價，逐步轉向地面應用。
目前，燃料電池種類很多，主要有以下幾種：
燃料電池
磷酸鹽型燃料電池是最早的一類燃料電池，工藝流程基本成熟，美國和日本已分別建成4500千瓦及11 000千瓦的商用電站。這種燃料電池的操作溫度為200℃，最大電流密度可達到150毫安/平方厘公尺，發電效率約45%，燃料以氫、甲醇等為宜，氧化劑用空氣，但催化劑為鉑系列，目前發電成本尚高，每千瓦小時約40～50美分。
融熔燃料
融熔碳酸鹽型燃料電池一般稱為第二代燃料電池，其執行溫度650℃左右，發電效率約55%，日本三菱公司已建成10千瓦級的發電裝置。這種燃料電池的電解質是液態的，由於工作溫度高，可以承受一氧化碳的存在，燃料可用氫、一氧化碳、天然氣等均可。氧化劑用空氣。
發電成本每千瓦小時可低於40美分。
固體電池
固體氧化物型燃料電池被認為是第三代燃料電池，其操作溫度1000℃左右，發電效率可超過60%，目前不少國家在研究，它適於建造大型發電站，美國西屋公司正在進行開發，可望發電成本每千瓦小時低於20美分。此外，還有幾種型別的燃料電池，如鹼性燃料電池，執行溫度約200℃，發電效率也可高達60%，且不用***作催化劑，瑞典已開發200千瓦的乙個裝置用於潛艇。美國最早用於阿波羅飛船的一種小型燃料電池稱為美國型，實為離子交換膜燃料電池，它的發電效率高達75%，執行溫度低於100℃，但是必需以純氧作氧化劑。
後來，美國又研製一種用於氫能汽車的燃料電池，充一次氫可行300公里，時速可達100公里，這是一種可逆式質子交換膜燃料電池，發電效率最高達80%。
燃料電池理想的燃料是氫氣，因為它是電解製氫的逆反應。燃料電池的主要用途除建立固定電站外，特別適合作移動電源和車船的動力，因此也是今後氫能利用的孿生兄弟。
新能源複習
1電動汽車使用的動力電池可以分為化學電池 物理電池和生物電池三大類。2電壓分為端電壓 開路電壓 額定電壓 放電電壓和終止電壓。3端電壓電池的端電壓是指電池正極與負極之間的電位差。4比能量是指電池單位質量所能輸出的電能，單位是wh kg。常用比能量來比較不同的電池系統。5電池的比能量影響電動汽車的整車...
全球新能源材料發展概覽 電池材料
istis，2005年世界重點工業發展動態 寫作組 由於技術進入門檻高，投資收益高 持續時間長，電池新材料領域成為企業尤其是上市公司擴大利潤 提公升業績的重點產品之一。電池正極 負極材料 電解液市場已相對成熟，而鋰電池隔膜的國產化過程蘊含著較大的市場機會 太陽能電池市場發展迅速，技術不斷進步，有機材...
玉龍新能源
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