太阳能是一种典型的可再生能源,目前看来,它也是一种取之不尽用之不竭的清洁型能源。太阳在地球上每照射一小时所产生的能量,就可以满足全球整年的能源需求。与燃烧化石燃料这种占地费时又污染的传统能源不同,任何人都能购买和安装太阳能组件并享受丰富的太阳能资源,使用太阳能还可显著并长期节约用电成本。
图1:太阳能电池板
目前人类利用太阳能主要有两种类型,光电转换和光热转换。
光电转换是利用光伏板组件来实现的,这是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的固体光伏电池组成。简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋提供照明以及交通信号灯和监控系统,并入电网供电。光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,因而产生更多电能。
光热转换是现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物表面如屋顶,窗户等在加入合适的装备后亦可利用太阳的光和热能。
这两种方式在目前看来应用特别广泛,事实上开发新型材料以高效利用太阳能是目前国内外的研究热点之一,这是因为虽然硅基太阳能电池的光电转换效率很高,但是体积比较庞大也比较笨拙 ,所以开发轻薄型有机太阳能电池就应运而生。