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石英玻璃传输到反应腔中，而反应腔则采用内反射结构，这样便能保证对光子的吸收效率。“设备的尺寸能够保证产生多次内反射，能充分吸收太阳能，吸收比超过了0.94，几乎快要达到理想的黑体吸收效率的极限
。” 太阳能被吸收之后，光子被转化为热能，温度在一分钟之内可由140摄氏度上升到1250摄氏度，并最终在1400-1600摄氏度的范围内稳定下来，这样的温度等级足以让需要分解的物质在催化剂的作用下发

云南等地区，太阳能发电资源尤为丰富。光伏发电是利用太阳光的光生伏特效应(Photovoltaiceffect)，由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量。太阳能光伏发电的关键装置是太阳能电池，现在
%，98%都是有机聚合物，代替太阳能电池中最昂贵的硅材料，可以大幅度降低太阳能电池的成本，从而可大幅度降低太阳能光伏发电的成本。　光伏发电成本降低的另一个措施是减少太阳能电池中光能反射损失和光

证明了这个方面的有效性，这个方法被称为“光子增强型热离子辐射”（简称为PETE），将能够减少太阳能产品的成本，低到足够和石油能源进行竞争。大多数的太阳能电池板利用半导体材料硅将光能转化为电能。但是
这些电池只利用了阳光光谱的一部分，其他的仅仅是产生了热。未被利用的阳光和电池本身的低效率产生的热量，导致一半以上的抵达到电池的原始太阳能损失掉了。假若这些浪费掉的热能能用某种方式采集到，太阳能电池

加州斯坦福大学的工程师们开发了一种能够同时使用太阳辐射的光和热，使现有太阳能电池技术的功效增加一倍的新工艺。这种被称为“光子增强的热电子发射”（PETE）的技术在降低太阳能生产成本方面极具潜力
。一个由铯涂层镓氮化物制造的小型PETE设备，在超高真空室内测试时发光了。图片由Nick Melosh提供大多数光伏电池使用的半导体材料，例如硅，都是把光子的光转换为电力。然而，只有光谱的

——世界第四大光伏电池制造商，9月份损失了14亿美元，其中包括8月份削减了500个工作职位的支出。另一个表现突出的供应商——德国太阳能电池和模块制造商Conergy公司，截至9月30日，在前九个月一共
损失了115.6百万美元。价格战甚至加剧了与中国之间的贸易冲突，大概有一半的太阳能制造企业都来自于中国(根据iSuppli的数据，前十位太阳能电池板制造商中，有4个是中国企业，包括排名第二的尚德)。9

对于欧洲未来经济的增长，光子学技术所发挥的重要作用不可低估。事实上，2007年欧洲光电子产品的产量已经超过美国，预计2008年仍会超过美国。然而面对当前全球经济衰退的大环境，未来欧洲光电市场的前景
全球化的经济衰退无疑会影响整个行业的发展。受经济衰退影响较大的行业，如汽车制造业，将面临严峻的生存挑战；而其他一些行业，如光伏行业，则有可能渡过难关并快速迎来市场反弹。在欧洲，光子制造业是一个高增长的行业

），以增加入射光的面积。　　另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（如图），将反射损失减小到5％甚至更小。一个电池所能提供的电流
晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。　　当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差

储热水箱合二为一，再用水管边接起来，就制作了一个最简单的闷晒式热水器，集热器的吸收涂层多为简单的涂料型涂层。由于受到集热效率低、热损失快等缺点的影响，它被逐步淘汰了。第二代产品是平板式集热器。在解决了在
出金属原子和原子团，并在内管外表面沉积成有光谱选择性吸收膜层。经过阳光的照射，光子撞击真空管涂层，即可将太阳能转化成为热能。储热水箱是储存热水的容器。在它的内胆和外胆中间有一层保温材料。美国霍尼维尔提供

原理和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热（*）。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换
光伏并网发电增加了发电厂发电机的旋转备用或者是热备用，因此，光伏并网发电的实际降耗比率应该扣除旋转备用机组或热备用机组损失的能量。光伏并网发电的降耗效率应该考虑到由于光伏并网发电系统提供的电力导致发电公司

每次反射会损失大约30%的太阳光。而麻省工学院的研究人员没有使用金属表面，而是在硅基层上刻着凹槽和凸起，使表面形成光栅，然后在表面镀上一层具有光子特性的晶体，即由硅和二氧化硅交替组成的多层结构
，主要原因是红外线等太阳光都是光子物质，在薄膜内停留时间不够长，不足以被更多地吸收。因此这成为科学家们攻克的难点。光栅结构设计提高效能15% 开麦林教授研制的薄膜太阳能电池只有5个微米

在生产过程中使用的类似于微芯片结构的叠加方式。每一层(每一格)采集某一光谱范围的光子，采集的光子频率越高，其层位就越靠上。这种结构要求各层原料的原子格结构能够逐次增高，这就限制了可使用的原料各类。这一
太阳能电池在理论上损失的效率也会达到47%到48%。横向结构光电设备并不是一个新的创意。基尔克帕特里克说这一概念起源于20世纪70年代，但当时的光学技术无法使效率越过70%，这就使该设计思路失去了意义

是红外线等太阳光都是光子物质，在薄膜内停留时间不够长，不足以被更多地吸收。因此这成为科学家们攻克的难点。　　光栅结构设计提高效能15% 　　开麦林教授研制的薄膜太阳能电池只有5个微米厚，他们的
电池的效率提高了15%。开麦林教授表示，通过计算机模拟实验表明，这种新型电池的转化效率还有35%的提高空间。　　现在常见的薄膜太阳能电池背面都镀有一层金属，通常是铝金属，但金属表面每次反射会损失

一直以来,人们都是将太阳能转变成电能以后再加以利用,这样在能量转换时不可避免的会出现能量损失.因此科学家又冒出一个新想法,为什么不直接利用光能呢?光子本身就带有一定的能量,虽然其存在于很小的范围
之内,但仍然可以加以利用.耶鲁大学和华盛顿大学的研究人员最近进行了一项新的研究工作,他们成功的研制出了一个利用光子能量驱动的小型机器,揭开了光子能量研究和直接利用光能的序幕. 来自耶鲁大学和华盛顿

上表面结构兼有满足均匀光散射（朗伯折射，Lambertian refraction）的要求和通过微量减除硅来降低反射（因为外延硅层已相当薄）两个优点。引入中间反射镜（多重布拉格反射镜）将低能光子的路径
外延层传输到衬底时，衬底质量较差引起光损失，短路电流损失，最多可高达7mA/cm2。　　挑战在于如何在效率和成本之间获得完美的平衡，还须考虑大规模工业生产。本文介绍两种可延长光学路径长度并因此提高外延

%的低成本太阳能电池。马丁·格林是这一领域的领袖，他设计了一种能和特别光谱范围相匹配、使其能量效率更高的量子点纳米晶体。他想解决常规太阳能电池的一个特别问题：进入光子所提供的部分能量存在热损失。格林设计
设计结合了现代的制造技术，制造成本下降得也很快。德国光子咨询公司的太阳能工业分析家米歇尔·罗格指出：在日本、美国加州和意大利，这些世界上电价最高的地方，太阳能发电的成本在某种程度上已经可与天然气

主管Bob MacDonald估计，目前每年对太阳能电池的需求增长已经超过70％。　　制约太阳能电池发展的主要瓶颈之一就是全球的多晶硅供应量。超过90％的光伏市场使用硅晶圆作为启动材料。当光子入射到硅
太阳能电池供应商和客户而言，最关键的参数是每瓦特电量的成本，那么提升价值的最佳途径之一就是从更少量的半导体中提取更多的电量。　　与IC晶圆的制造一样，在太阳能电池制造的晶圆切割和成形过程中也会损失大量的硅

发展的主要瓶颈之一就是全球的多晶硅供应量。超过90％的光伏市场使用硅晶圆作为启动材料。当光子入射到硅内的结处，就会激发产生自由载流子，从而产生电流。对这些太阳能级晶圆的规格要求比IC级晶圆低；太阳能
就是从更少量的半导体中提取更多的电量。　　与IC晶圆的制造一样，在太阳能电池制造的晶圆切割和成形过程中也会损失大量的硅。只需要对电池设计做很小的改动，就能够降低这种由切割损耗带来的制造成本。这就