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       太陽是距離地球最近的一顆恒星，它的質(zhì)量是地球質(zhì)量的33萬倍，占整個太陽系質(zhì)量的99．7％。太陽核心溫度達(dá)1500萬攝氏度，壓力超過地球大氣壓的340億倍，是一個核聚變的熔爐，不斷地進(jìn)行著核聚變反應(yīng)，即由4個氫核聚變成1個氦核的反應(yīng)。每秒鐘約有7億噸氫變成氦，這過程約有400萬噸的質(zhì)量變成能量。這些能量轉(zhuǎn)移到太陽表面向外發(fā)出輻射能，其中大約有22億分之一到達(dá)地球。每秒到達(dá)地球的輻射能相當(dāng)于500萬噸煤燃燒放出的化學(xué)能。

       太陽能具有儲量大、不會枯竭、不受地域限制、清潔無污染等優(yōu)點。人們利用太陽能主要途徑有三：一是通過生物的光合作用，將CO2和H2O結(jié)合成糖類化合物，如淀粉、纖維素、糖等，形成森林、植被、谷物，提供動物的食糧、木材和柴草等生物質(zhì)能。二是直接利用太陽的熱能，聚集成高溫?zé)嵩矗靡耘腼?、蓄熱取暖、熱風(fēng)干燥、材料加工和冶金等用途，也可用鋁箔或鏡片制作大直徑凹面半球形反射鏡，將太陽能聚焦制作太陽能鍋爐，用來加熱、發(fā)電。三是太陽光發(fā)電，又稱光伏發(fā)電，即將太陽光照到太陽能電池上，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。光伏發(fā)電和傳統(tǒng)發(fā)電相比，具有獨特優(yōu)點：它無需消耗燃料、無運動部件、無排放、無副作用、維護(hù)工作量小等，是可持續(xù)發(fā)展的最佳能源之一?，F(xiàn)在全世界都在致力于太陽能電池的發(fā)展。有人預(yù)計在今后的20年中，全世界在光伏發(fā)電上可達(dá)到約3太瓦，包括裝在屋頂上的小型光伏發(fā)電裝置和大型的太陽能發(fā)電場。

       將太陽光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苤饕揽炕瘜W(xué)家和物理學(xué)家制造出太陽能電池。這種電池是根據(jù)半導(dǎo)體材料的光發(fā)電效應(yīng)（又稱光伏效應(yīng)）制成。目前所用的半導(dǎo)體主要是單質(zhì)硅（又稱元素硅或金屬硅），它是半導(dǎo)體工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)最重要的基礎(chǔ)材料。將硅片在相鄰近的區(qū)域通過不同雜質(zhì)的擴(kuò)散或不同離子的注入，使它成為p-n結(jié)。

       當(dāng)太陽光照射到p-n結(jié)時，被太陽光激發(fā)的電子，在p-n結(jié)中的內(nèi)建電場作用下，電子（一）流向n型半導(dǎo)體，它也相當(dāng)于正電荷（十）流向p型半導(dǎo)體，在p型層和n型層間產(chǎn)生電勢差，在p-n結(jié)外側(cè)連結(jié)的電極上形成正極和負(fù)極的太陽能電池，將電極連接在負(fù)荷（如電燈泡）上，就有電流流通、電燈泡發(fā)光。太陽連續(xù)不停地照射，電流就連續(xù)不停地流通；太陽下山，沒有光照，也就沒有電流。這種將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿奶柲茈姵?，既沒有物質(zhì)的消耗，沒有污染產(chǎn)生，也沒有噪音，可持續(xù)地發(fā)電應(yīng)用。

       上述單晶硅太陽能電池制造的關(guān)鍵，首先是制得純度很高、并定量地?fù)接刑囟s質(zhì)的單晶硅片。由于硅片純度要求很高，晶體生長的時間很長，摻雜制得p-n結(jié)的技術(shù)復(fù)雜，太陽能電池的制造成本和發(fā)展速度受到了限制。許多國家投入大量資金進(jìn)行探索研究。一方面是改善單晶硅的生產(chǎn)技術(shù)，擴(kuò)大用多晶硅和非晶硅制作電池；另一方面探索硅以外其他單質(zhì)和化合物的半導(dǎo)體性能，并用以制作太陽能電池。

       由上述可見，太陽能電池的生產(chǎn)關(guān)鍵是化學(xué)問題，它涉及材料的制備、提純和檢測等各個方面，例如硅片的純度要達(dá)到6個9以上，這就需要使用各種超純的試劑，除去極微量雜質(zhì)以及超純度的檢測等。當(dāng)制得太陽能電池的電極后，為了保護(hù)電極，表面上還要覆蓋透光好、強(qiáng)度高、非常薄的玻璃板，選用的材料需要化學(xué)科學(xué)的指導(dǎo)。

       太陽能電池在太陽光照射下，產(chǎn)生的是直流電的電能，它對于用在遠(yuǎn)離市區(qū)的海上燈塔、浮標(biāo)，山頂?shù)臒o線電中繼電臺等情況時，則需要配套使用蓄電池，將白天的電能充電到蓄電池中，提供夜間或陰雨天使用。目前廣泛應(yīng)用的是鉛酸免維護(hù)蓄電池。這種蓄電池的制造、特性的測試以及進(jìn)一步的更新研發(fā)，也是化學(xué)的任務(wù)。

       化學(xué)是什么？化學(xué)是為人類解決將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，形成用之不竭、價廉可靠、清潔無害的能源的基礎(chǔ)科學(xué)。