表 2 几种聚光式太阳能热利用设备

**热发电：**通常所说的太阳能电站，指的是太阳能热电站，这是因为这种 发电站先将太阳光转变成热能，然后再通过机械装置将之转变为电能。一般来说，太阳能电站多采用塔式，即在地面上设置许多聚光镜，从不同角度和方向把太阳光聚集起来，集中反射到一个高塔顶部的专用锅炉上，使锅炉里的水受热变成高压蒸汽，用来推动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。除了塔式太阳能电站外，还有太阳池发电、太阳能汽流电站等，均为利用太阳热能进行发电的装置。

**光发电：**通过特殊的光电器件（主要是太阳能电池）将太阳光直接转化为电能，称为太阳能光发电。太阳电池是当前太阳能光电利用的最基本方式， 技术成熟，应用广泛，发展迅速，前景广阔。

用于制造太阳电池的半导体材料已发现十几种，但迄今技术上成熟，可付诸应用的要算硅太阳电池。根据材料不同可分为结晶太阳电池和非结晶太阳电池两种。光电转化效率是衡量太阳能电池的重要指标，其理论极限值为28％左右。目前一般的太阳能电池可把入射到表面的太阳光的 10％转换成电能，最大的可达到 20％左右。由于太阳能电池制造工艺很精细，要求很严格， 原材料价格较昂贵，因而成本较高。目前普及太阳能电池的关键是大幅度降低成本，同时不断提高光电转换效率。而这正是各国科学家不断进行太阳能电池研究的主攻方向。

世界上第一台实用型的硅太阳能电池是 1954 年在美国的贝尔实验室诞生的。随后，1958 年就被用作“先锋 1 号”人造卫星的电源上了天。太阳能电池为航天事业发展提供了一种重要的能源动力。我国从 1958 年开始太阳电池的研制工作，1971 年，我国发射的科学实验卫星上装有 20 多块单晶硅太阳电池组合板，这套太阳电池装置不断向卫星舱内的银锌蓄电池充电，在空间运行了 8 年，性能良好。世界上 90％的卫星使用太阳电池。太阳电池除应用于空间技术外，在地面上可作为小功率特殊电源使用，如无人管理灯塔和海上浮标灯，无线电中继站，山地气象观测站，以及在无电或少电的山区、农村中作为照明电源。

随着全球能源供应的日益紧张和科学技术的不断进步，太阳能作为一种现实可行的辅助能源，已被人们普遍关注，对太阳能利用的研究工作越来越广泛，越来越深入。

目前，光热转换和热利用技术已有重大进展。新型的集热器、采光材料不断出现，太阳能的转换效率不断提高，应用范围也不断扩大。太阳能热利用在工农业生产和人类生活中逐渐发挥作用。特别是热能发电，自试验成功后，发展很快。如美国，到 1994 年，仅在加利福尼亚就建造了商用太阳能发

电站 11 座，总装机容量已达 35 万千瓦。此外，日本、法国、以色列、意大利、西班牙、中国等国家都建有试验性或实用性的太阳能发电站。90 年代， 全球大型太阳能发电站已有几十座，并且，多个国家正在投巨资建造或拟建太阳能发电站，如英国、法国等。

太阳能电池除应用于人造卫星外，其应用范围正在日益扩大。世界上第一架完全利用太阳能电池作动力的飞机“太阳挑战者号”已经试飞成功，在它的尾翼和水平翼表面上，装置了 16000 个太阳能电池，产生的电力推动螺旋浆，使飞机飞行。日本、美国、德国、墨西哥等国家均试制成功以太阳能为动力的小汽车。美国甚至有一个大胆的想法，建立一个巨大的空间太阳能电站。其方案是在地球的同步轨道上安置两个 5.92×4.93 平方千米的太阳能电池列阵，它永远对着太阳，产生的电能转换成微波，再通过巨大的列阵天线送发到地球，地面站再将收到的微波转换成直流电，有效输出可达 500 万千瓦。此外，太阳能电池还应用于微波通讯、交通信号灯、电视差转、钟表、计算器等许多领域。

太阳能利用从理论上来讲非常经济，可以满足任何形式的工业加工用热需要。但是从目前的工艺水平来看，效率还很低，而且在太阳能利用的设备中，一些材料还不够理想，成本太高，无法和常规能源竞争。因此，在太阳能利用研究方面，还需作出很大的努力。但我们可以相信，通过世界各国科技工作者的共同努力，太阳能必将在人类的生活、生产中发挥越来越大的作用。