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   人类赖以生存的能源包括三大类:一是传统石化能源,如石油、天然气和煤等;二是可再生能源,如风能、水能、地热、潮汐和太阳能等;三是原子裂变或聚变得到的核能。传统的石化能源一方面面临着能源枯竭危机,另一方面在应用的同时也造成极大的环境污染。例如,人类每年由于燃烧石化燃料而排放的二氧化碳达210万吨之多,并呈逐年上升趋势。空气中的大量二氧化碳是导致温室效应(全球气候变暖)的因素之一,同时,化石燃料的燃烧还会放出大量的二氧化硫气体,直接导致酸雨的增加,此外,消耗石化能源排放出的大量粉尘严重影响人们的身体健康和人类赖以生存的自然环境。原子核能的开发和利用不但需要很高的科技支持并且成本昂贵,而且由于核燃料具有很高的危险性,核反应堆中产生的长寿命核辐射废料,需要价格昂贵的容器盛载并做特殊处理。因此,人类必须开发和利用一些资源丰富的、可再生利用的其他能源,以满足日益增长的能源需求,在减缓传统石化能源枯竭危机的同时,减少环境污染。

    在各种可再生能源中,太阳能属于取之不尽的清洁能源。每年地球受到的辐射能大约有3×10⒉J,相当于人类目前每年所消耗能量的10OO0倍。也就是说,大约40min的太阳辐射能量就相当于人类一年的能量需求。同其他新能源如水能、风能、地热、潮汐等相比,太阳能具有不受地域限制、没有噪音、无污染、利用成本较低等优势。如何将太阳能高效地利用是全世界科学家长期以来为之奋斗的重要科学和技术难题。太阳能电池是最好的太阳能利用元件,制备高效、价廉、可大面积制各的太阳能电池一苴是各国在获取新能源、特别是清洁能源技术研究中的主要目标之一,备受瞩目。当适当波长的光照射一个pn结、异质结或scho枕ky势垒时,将产生一定大小的电动势,使其变成一个电池,这就是光生伏特效应,简称光伏效应ωhotovo1taicJ。基于光伏特性,可发展两种应用器件:①太阳能电池;②光导检测器/传感器。