目前“百万屋顶计划”已经在美国某些地区大力发展起来。在夏威夷，由于自 然条件优越，太阳能已经成为当地能源供给的主要形式和经济发展的重要组成部 分。
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日本－“阳光计划”
日本的光伏发电发展阶段
1. 第一次石油危机后，日本通产省于1974年制订了以发展太阳能为主的可再 生能源代替石油的技术研究开发中长期规划，即“阳光计划”。初期，太阳能电 池用于家用计算器、灯标和孤岛柴油发电的补充能源。之后成立了新能源生产技 术综合管理机构，加大资金投入，加速了光伏发电的产业化发展步伐。
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1.4 国内外光伏发电的现状与趋势
国际上在光伏领域具有领先地位的国家主要有日本、德国、美国、澳大利亚等。 世界十大太阳能电池生产厂2004年排名与产量
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注：括号内为2003年排名
美国－“百万屋顶计划”
美国在1997年6月宣布了太阳能“百万屋顶计划”（Million Solar Roofs Initiative），准备在2010年以前，在100万座建筑物上安装太阳能系统，主要是 太阳能光伏发电系统和太阳能热利用系统。
石油 39 年；天然气 57 年；煤炭 223 年；铀 67 年。
除了资源枯竭问题，在石化燃料的使用过程中，环境问题不容忽视，如气候变 暖、酸雨等问题。
1997年第三届控制排放物的京都国际环保会议成员国研究 2002－2012 年10 年间排放量需逐年减少6％（与1990年相比）。若要做到这些，除了改善现有常 规发电设备的排放条件以外，重要的是开发新能源，如太阳能发电和风能发电。
以硅晶体做成的半导体，掺有磷杂质的硅晶体中自由电子是多数载流子，称为N型半导 体；掺有硼杂质的硅晶体中空穴是多数载流子，称为 P 型半导体。若将P型半导体与 N 型 半导体结合，形成 PN 结。
太阳能电池利用了 PN 结的光伏效应。当有光照射太阳能电池时，则激发电子自由运动 流向 N 型半导体，正电荷集结于 P 型半导体，从而产生电位势。若外接负荷，则有电流 流动。
在可再生能源中，水能已经得到了广泛的利用，且水能资源终究 是有限的；太阳能和风能则是取之不尽，用之不竭的清洁能源。
太阳能的应用主要有两种形式：一是把太阳能转换为热能，二是 把太阳能转换为电能。后者称为太阳能光伏发电技术，简称PV技术。
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第1章 光伏发电概述
• 1.1 太阳能电池和太阳能发电 • 1.2 太阳能发电发展历程 • 1.3 太阳能发电的过去、现在和未来 • 1.4 国内外光伏发电的现状与趋势
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2、太阳能的特点 太阳能的热能和光能利用是两个重要的应用领域。太阳能具有如 下优点：
①储量巨大； ②不会枯竭； ③清洁能源； ④不受地域限制。
到达地球的太阳能，在大气圈外为1.38kW/m2，其中30％向宇宙 反射，其余的70％到达地球。太阳的寿命可达几十亿年。太阳能不 会产生CO2等有害物质，是一种清洁能源。
光伏应用技术
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光伏应用技术
• 第1章 光伏发电概述 • 第2章 太阳能电池原理与特性 • 第3章 太阳能电池的种类及其特点 • 第4章 太阳能发电系统的结构 • 第5章 光伏系统的控制 • 第6章 光伏发电系统设计 • 第7章 太阳能光伏发电系统的应用
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前言
人类当前使用的能源主要来自煤炭、石油等多年储藏在地下的石 化能源，按照目前的开发速度，几十年或许几百年后，地球所存储 的这些能源就将枯竭。节约能源和开发可再生能源已经成为当务之 急。
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第1章 光伏发电概述
1.1 太阳能电池和太阳能发电
一、太阳能与环保
1、3E 的概念
经济、资源、环保是困扰现代社会发展的三大问题，简称 3E（Economy Environment Energy）。随着工业化的推进和人口的增长，资源的消耗量越来 越多，从而可以预见若干年后会出现资源危机。
据2001年相关数据，各种资源可开采的年数为：
比较典型的太阳能发电系统如西藏双湖25KW光伏电站、丽江光伏电站。
将太阳能电池板作为屋顶或贴于朝南的墙面上，使建筑与太阳能发电一体化，为大楼的 照明、空调、电梯供电，并与市电并网。
四、太阳能发电系统的未来：建在太空的超级太阳能发电站
在太空建立巨大的太阳能发电站，把产生的电力变换成微波后传输到地面。
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太阳能的缺点是能量密度低、容易受气象条件的影响，不具备蓄 电功能等。此外，虽然太阳能本身对环境无污染，但也应该看到， 太阳能电池、电力电子变换装置的制造和使用过程中仍会产生环境 污染，应考虑综合效益。.6一、太阳能与环保
二、太阳能转换电能的基本原理
太阳能电池，完成将太阳能转换为电能的任务。太阳能电池主要由半导体硅制成，在半 导体上有光线照射时，吸收光能激发出电子和空穴，在半导体中产生电压（流），称为 “光生伏特效应 ”或简称“光伏效应” （Photovoltaic effect） 。
如果“百万屋顶计划”顺利实现，到 2010 年 CO2 年排放量可减少 300 万吨。 美国太阳能光伏发电与热利用技术比较成熟，开始进入大规模生产阶段。两大太 阳能电池公司年生产能力分别达到 5MW 和10MW，整个美国光伏发电产品的年 销售量达到100MW以上。
美国政府极为重视对太阳能的开发和利用。投入巨额资金用于该领域的科研开 发，同时在政策上给予倾斜。
太阳能电池主要应用在手表、计数器、照明（路灯、庭院灯）、交通标志和防灾电源上。 虽然太阳能电池的价格不断降低，但仍然比较贵，还不能应用于民用电器。
三、太阳能发电的高速发展和大容量应用阶段
随着世界各国制订光伏发展计划、大量研究经费的投入、财政补贴、免税等优惠政策鼓 励下，20多年来，太阳能光伏发电技术得到了迅猛发展。太阳能电池价格已降低至5－6美 元/瓦，大容量的应用成为可能。
太阳光
负极 N型半导体
P型半导体 正极
负荷
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电流
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1.2 太阳能发电发展历程
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1.3 太阳能发电的过去、现在和未来
一、20世纪70年代：开发初期
太阳能电池发电技术开发初期的20世纪70年代，太阳能电池的价格昂贵（1500美元/ 瓦），只能用于人造卫星、差转电台、海岛灯塔等场所。
二、20世纪80年代－20世纪90年代：小容量太阳能电池的广泛应用