太阳能电池赋予“半导体绿色照明”新的内涵 [1]

　　摘要：硅晶体太阳能电池和LED一样，它也是由PN结组成，由它们共同组成的照明系统应该是更加有意义的“半导体绿色照明”。本文提出，半导体绿色照明应该是整个半导体产业的任务。站在这样一个新的高度来审视未来人类真正的绿色照明系统，它应该是：太阳能电池——发光二极管，即PN结——PN结的半导体绿色照明系统。它具有目前世界上任何照明系统所不能比拟的优点：清洁，没有任何污染，高效率和长寿命。
           
　　关键词： PN结    太阳电池    LED    OLED
           
　　1　目前人们对半导体绿色照明的理解
            　　
　　近年来，由于LED技术的突飞猛进的发展和世界性能源的紧张，“半导体绿色照明”的概念被越来越多的人接受。2004年，国家半导体照明工程协调领导小组宣告成立，科技部会同信息产业部、建设部、教育部、中国轻工业联合会、中科院等开始共同启动半导体照明工程。

　　在国际上，通用电气、飞利浦、欧司朗纷纷与半导体公司结合，建立半导体照明公司。美国《激光世界》曾撰文称：到2025年白光LED将占照明灯具市场的25%以上份额。业内人士预计2005-2010年全球LED照明市场规模将逾10亿美元。国外也有报道称：5年后半导体灯替代20%的白炽灯。这个估计可能比较乐观，但揭示了半导体灯未来的应用前景和增长潜力。据统计：若台湾地区25%的白炽灯和全部日光灯被白光LED取代，每年可节省110亿度电力，相当于一座核电站的供电能力。由于照明消耗占整个电力消耗的20%，全球每年使用这种光源所节省的电能达1000亿美元，因此大力发展白光LED技术将是保护环境和节省能源的一个有效途径。在未来二十年内使用固态照明有减低全球用于照明的用电量50%，及节省全球电力总消耗量10%[1]。

　　“半导体绿色照明”就是LED照明，这就是目前人们对“半导体绿色照明”的理解。
           
　　2  太阳电池和LED一样，都是半导体器件
            　　
　　近年来，和LED技术同时得到突飞猛进发展的还有太阳电池技术，尽管太阳电池的种类有许多，但是在整个光伏发电领域由于晶体硅太阳电池相对优越的使用寿命、转换效率等性能，起主导地位的是晶体硅太阳电池，目前人们所讲的太阳电池，基本上就是硅晶体太阳电池。
            　　
　　硅晶体太阳能电池是另一种半导体器件，和LED一样，它也是由PN结组成，它是一个面积比LED大几千倍甚至上万倍的PN结。它的寿命可以达到25年以上，原材料来源丰富，可靠性高，工作无噪声。太阳能作电池作为取自太阳能的绿色能源，是一种半导体器件。它结构简单，寿命长，是取之不尽，用之不竭的能源，是本世纪最有前途的能源。目前由于太阳能电池价格过高，或者由于太阳能电池效率低，单位面积的功率小，没有合适的位置安放太阳能电池，这些问题那时可能得到解决。和LED技术一样，太阳电池的发展目前也遇到了一些暂时的技术难题。回顾人类1954年制造出现代硅太阳能电池，1958年应用在宇宙飞船上，60年代初空间太阳能电池的设计已经成熟。以后十多年，太阳能电池主要应用在空间。70年代太阳能电池的转换效率已经有了明显提高，到70年代末，由于制造成本下降，地面应用太阳能电池数量已经超过空间应用数量。80年代至今，晶体硅太阳能电池的效率从18%增加到25%，这就是说，未来人类主要电力来源于太阳能电池是完全可能的。