新能源材料与器件专业考研科目

由物质结构光子说得到的新能源理论和技术！

周

周银兵

无论是化学能核能还是所谓的正反物质转化能等一切能量转化本质上都是光能形式的转化！本质上都是光运动的不同表现形式的相互转化！也就是说在转化中光永恒存在！不以黑洞态组合态形式存在就以弥散态形式存在！在转化中遵守质能方程保持光的能量或者说动质量守恒！光生万物万物就是光！这个理论如果被公认！人类将进入一个新时代！特别是如果批量实现电荷转化就可以实现大量正反电子相互湮灭将百分百质量转化为光能！人类将获得远远大于化学能核能的新能源！世界将彻底改变！人类文明将进化为神的文明！人类将与上帝同在！中微子具有质量！证明了物质结构光子说提出的中微子是低频光子的黑洞态思想！如果存在暗物质！暗物质可能就是大量正反中微子的聚合体！这种物质形式具有质量产生引力但是不具有电磁作用！如何理解物质特性与光子的关系

周

周银兵

如何理解物质特性与光子的关系

按照物质结构光子说所有物质可以分为两种基本形式一种就是光子黑洞态及其组合态所表现出具有静质量的物质一种就是弥散分布的静质量为零动质量为hv/cc的光子表现为所谓的场,具体讲就是所谓电磁场而黑洞周围的弯曲时空就表现为所谓的引力.光子在黑洞中做顺时钟圆周运动和逆时钟圆周运动的区别及其附带产生的辐射光子运动的区别就是产生粒子正反特性及其正负电荷特性和自旋特性的根源！按照现代物理学，运动和静止都是相对于我们所选取的参照系来说的！从相对论的角度讲按照物质结构光子说的理解，所谓静止的相对性应该理解为光子以恒定的运动速度为基础，以某种特定的状态（黑洞态，组合态）为表现形式，相对于特定的参照系而表现出静止的相对性！运动的绝对性则可以理解为不论光子处于何种状态，也不论何种物质结构层次其基本构成物光子相对任何选取的参照系都具有恒定不变的绝对的运动速度c！从这个角度讲所谓具有静质量的物质（电子中微子以及由他们组合成的粒子物质）只是光子的某种特殊的状态组合的产物。它即具有静止的相对性，也具有运动的绝对性！它是这个统一的联系的光子物质世界的一部分，一种状态，一种表现形式！中西学之我见

周

周银兵

中西之学各有所长！西学重解构分析研究侧重局部分散独立的分析！中学侧重整体的辩证的综合性的研究！前者对于我们详细的具体的理解事物内在的运动变化规律的是很有用的！后者对于我们全面的系统的整体的辩证的综合的理解事物一般化普遍化统一化的本质原理是更有帮助的！在研究学术时不能把解构分析思维方式和综合性的思维方式割裂开来对立起来而应该结合起来！没有解构分析思维建立的各种分散独立局部详细的关于事物内在规律的知识！综合性思维也就是无本之木无源之水！就会变成纯粹的思辨思维 游戏 ！就不可能真正全面的系统的详细的真实的理解事物运动变化规律充其量也就是知道个大概的皮毛而已！对于指导我们的技术运用技术开发是没有什么科学意义的！中华文明相对于西方在科学技术上的落后不能否定存在这种思维方式的原因！反过来没有综合性的思维单纯的解构分析思维会使科学研究陷于条块分割各自独立的状态造成各种知识理论概念体系难免存在矛盾冲突！研究者囚禁于各自门户之见坐井观天无法全面系统理解问题看待问题处理问题沦为盲人摸象的境地！对于科学认识的进步也是有很大害处的！甚至囚禁于门户而最终阻碍科学认识的进步！可以这样说解构分析思维和综合性思维是科学乃至人类知识体系i这架马车的两个车轮是相辅相成的是缺一不可的！

新能源材料与器件考研方向如下：

1、介电超晶格及其微结构材料与器件；

2、介电、铁电薄膜与集成器件；

3、人工带隙材料；

4、全氧化物异质结构与器件；

5、纳米材料与纳米电子学；

6、新型功能无机非金属材料；

7、微结构材料的设计；

8、材料设计中的高性能计算；

9、非线性光子学；

10、低维纳米材料的控制合成和组装等。

此专业的毕业生可在多晶硅（化工能源公司）、半导体（电子类公司）、物理、材料类、无损检测（探伤、压力容器厂家）等行业就业。另外在钢铁大型企业、飞机制造业、汽车制造业、IT相关产业等等，都需要精密的材料技术，就业前景看好。

1、上海理工大学的王牌专业是什么 学科建设：

国家级重点（培育）学科（1个）：光学工程

ESI全球前1%学科（2个）：工程学、材料科学

机械工业部重点学科（7个）：动力机械及工程、系统分析与集成、热能工程、光学工程、制冷与低温工程 、工程热物理、系统工程

国家国防特色学科（3个）：光学、能源、控制

上海市重点学科（8个）：系统分析与集成、系统管理、管理科学与工程、医疗器械工程、光学工程、印刷出版、制冷与低温工程、动力工程及工程热物理

上海市教委重点学科（5个）：动力机械及工程、经济系统运作与调控、建筑环境工程与节能、测试计量技术与仪器、机械制造及其自动化

上海高校一流学科（6个）：动力工程及工程热物理、系统科学、管理科学与工程、光学工程、机械工程 、生物医学工程

上海市高峰高原学科（6个）：动力工程及工程热物理、系统科学、管理科学与工程、光学工程、机械工程、生物医学工程

教学建设：

国家级特色专业（3个）：机械设计制造及其自动化、热能与动力工程、光信息科学与技术

国家级综合改革试点专业（1个）：机械设计制造及其自动化

教育部卓越工程师试点专业（6个）：机械设计制造及其自动化、印刷工程、材料科学与工程、光电信息科学与工程、生物医学工程、能源与动力工程

中国工程教育专业认证协会认证专业（4个）：机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器、材料科学与工程、光电信息科学与工程

2、上海理工大学简介

上海理工大学以工学为主，工学、理学、经济学、管理学、文学、法学、艺术学等多学科协调发展，是一所上海市属重点建设的应用研究型大学。2016年7月，学校成为国家国防科技工业局与上海市人民政府共建的国防特色高校。2018年，学校成为上海市“高水平地方高校”建设试点单位。

学校办学文脉源于1906年创办的沪江大学和1907年创办的德文医工学堂。学校包融了沪江大学的美丽校园及其教育国际化的思想、视野、格局，也包融了沪江商科的发展思维；学校传承了德文医工学堂以来的百年工程教育传统，孕育了一大批爱国青年和志士仁人，滋养了一大批学术精英、工程专家和社会翘楚，为国家和社会培养了十余万优秀专业人才，享有中国“制造业黄埔军校”的美誉。学校传承发展“信义勤爱、思学志远”校训，以校训涵养，培养具有学识抱负的合格公民。

学校现有全日制在校生24000余人，其中本科生17000余人，研究生7500余人；设有15个学院、2个教学部，有56个本科专业，8个一级学科博士学位授权点，4个博士后科研工作流动站，27个一级学科硕士学位授权点，11个硕士专业学位类别。在学科建设方面，工程学科、材料学科位居ESI全球前1%行列；拥有1个上海市Ш类高峰学科，4个上海市I类高原学科，1个学科参与上海市IV类高峰学科建设。在人才培养平台方面，拥有3个国家级特色专业、6个教育部卓越工程师教育培养计划试点专业、1个教育部专业综合改革试点专业、3个国家级实验教学示范中心、4个国家级工程教育实践中心、2个国家级虚拟仿真实验教学中心、1个国家级专业技术人员继续教育基地以及省部级平台51个，拥有1个国家工程研究中心、1个国家工程实验室、1个国家质量监督检验中心、1个国家大学科技园、1个国家技术转移示范机构以及省部级科研平台26个。

学校大力实施人才强校战略，现有专任教师1693人，其中高级职称教师742人，博士生导师186人，教学科研人员中具有博士学位的教师占比72.3%，具有一年以上海外经历教师占比33.7%。学校拥有中国科学院、工程院院士8人（含双聘）；国家杰出青年科学基金获得者等国家级人才50人；上海领军人才、上海市优秀学科带头人等各类省部级人才127人。

学校长期依托、服务和引领行业产业发展，是装备制造、医疗器械、出版印刷行业骨干高校。动力工程及工程热物理、光学工程、管理科学与工程等学科长期居于国内领先地位，依托在医疗器械和出版印刷两大领域深厚的行业基础，积极建设生物医学工程和数字传播等社会经济文化发展急需的学科。伴随工程教育的时代发展，对接中国制造2025、军民融合、上海全球科创中心建设等国家和地方重大战略，学校聚焦健康、军工产业，学科交叉融合、协同创新，形成了太赫兹光子学、新能源、增材制造、康复工程、微创医疗器械、复杂系统科学、系统调控大数据等多个特色边缘学科和前沿研究方向；与原隶属机械工业部的上海工业自动化仪表研究院、上海发电设备成套设计研究院、上海电器科学研究院、上海电缆研究所、上海材料研究所、上海电动工具研究所、上海工业锅炉研究所、上海电气集团中央研究院等共建“机械工业共性技术上海研究院”和“机械工业上海研究生院”，加强行业共性技术研究和创新人才培养；建成以“军工三证”为主的军工科研资质体系，光学、能源和控制三个领域被国防科技工业局批准成为国防特色学科。

学校大力提升科技竞争力，积极服务国家创新驱动战略。近三年，学校获得国家科技进步奖二等奖2项，省部级科技奖项57项，获得军队科技进步1项，获得国家级科研项目269余项，ESI高被引论文63余篇，授权发明专利902余项。学校有较强技术转移能力，国家大学科技园全国排名第6，技术转移中心全国排名第7，科研经费和发明专利长期名列全国高校50强。

学校发扬依托行业、产学研相结合的办学传统，以立德树人为根本，培养厚基础、强实践的工程型、创新性、国际化高素质人才。学校是教育部“卓越工程师教育培养计划高校”，持续贯彻“对接行业，改造专业，引导就业”的理念，本科教育强调“厚基础、宽口径、强实践”，研究生教育注重“跨学科、重创新、贴行业”。与 南京工业大学 、 浙江工业大学 共建“长三角高等工程教育联盟”；与上海工业自动化仪表研究院共建“上海智能制造工程师学院”。学校在2004年本科教学工作水平评估中获评优秀，2017年顺利完成了本科教学工作审核评估。学校持续推进专业国际认证、中国工程教育认证等，2013年在国内首个以纯本土专业通过德国工科专业权威认证ASIIN认证，学校共有8个专业通过国际认证，5个专业通过中国工程教育认证，1个专业通过住建部行业协会专业认证。

学校确立了创新创业教育在工程人才培养中的核心地位，建立起全程化、全覆盖的“课堂教学-创新实验-项目训练-企业孵化”的创新创业教育体系，在国内率先开设创业实验班和创业管理第二专业，作为上海大学生科技创业基金首批四家受理点之一，累计培育146个项目，成活率近62.3%，获得了一大批学生创新创业成果及全国性大奖，造就了一大批优秀的学生创业者。学校是“国家级大学生创新创业训练计划实施高校”“国家级人才培养模式创新实验区”“国家创新人才培养示范基地”“全国深化创新创业教育改革示范高校”“全国创新创业典型经验高校”。

学校是国内最早开办国际合作办学的高校之一，建有中英国际学院和中德国际学院2个中外合作办学机构。与美国、英国、德国、加拿大、日本、澳大利亚、爱尔兰等20多个国家和地区的120余所高等院校建立了合作关系，在校留学生1000余人、学历留学生500余人。与ASIIN合作成立中欧高等教育研究中心，专门研究国际第三方独立认证机构开展高等教育专业认证的方法和标准。在电子商务领域，参与联合国有关网上争议解决文件的起草工作。学校大力引入国际创新资源和创新力量，建设国际实验室，联合美国麻省理工学院、德国汉堡大学成立上海人工智能研究院，与莫斯科大学共建太赫兹技术国际联合实验室，与德国工业4.0孵化器——弗劳恩霍夫协会IPK、IPA、IKTS研究所推进共建智能制造国际实验室，引进海外院士团队启动大飞机增材制造项目建设，与英国考文垂大学共建先进制造技术联合研究中心，成立“中国周边经济研究中心”。学校将优秀历史建筑群改造成沪江国际文化园，成为国际文化交流新地标。

在国家建设“一流大学和一流学科”、上海市建设地方高水平大学的重要战略机遇期，上海理工大学正以未来光学、智能制造、医疗器械与康复工程3大国际实验室和系统管理1个特色平台为载体，建设光学工程、系统科学、动力工程及工程热物理、机械工程、生物医学工程5大一流学科。学校将抢抓机遇，改革创新，加快高水平大学建设，促进内涵发展，力争把学校建设成为特色显著的一流理工科大学。

　EE:electronic engineering，电子工程。国内电子工程专业现有计算机科学与技术、电子信息工程、自动化等三个本科专业和电路、电子、微机、自控、EDA、网络、多媒体等七个实验室以及二个电子实习基地。教学适应当今技术发展和社会需求，强调重基础、宽口径，同时突出特色。去美国留学，学习电子工程专业，有哪些细分的专业?

1、生物工程

生物、生命科学是21世纪的最活跃学科之一，利用电气电子技术进行生物生命研究是美欧大学电气学科的特点之一。本方面包括生物仪器，生物传感器，计算 神经网络，生物医学超声学，微机电系统(MEMS)，神经系统中信号的传递与编码，高能粒子与生命物质的相互作用，高能粒子束与高能X光在治疗肿瘤中的临 床应用，医学成像，生物图象处理，磁共振成像，发射型计算机断层摄影术(PET　和SPET)，超声成像，超声成像的三维重建，心脏成像的特征提 取，PET/SPET成像中衰减校正，神经微电子界面，血管内的成像，聋瞎病人感官辅助系统，盲人阅读机，自动语言识别等。

2、信号处理

信号处理技术是现代电气电子工程的基础。包括声音与语言信号处理，图象与视频信号处理，生物医学成像与可视化，成像阵列与阵列信号处理，自适应与随时 间变化的信号处理，信号处理理论，大规模集成电路(VLSI)体系结构，实时软件，统计信号处理，非线性信号处理与非线性系统标识，滤波器库与小波变换理 论，无序信号处理，分形与形态信号处理。

3、材料与装置

电气电子材料及其装置是美欧大学电气学科中的重要学科方向之一。这一学科包括光电子装置仿真，纳结构电子学，半导体与微电子学，磁性材料、介电材料与 光材料及其装置，固态物理及其应用，小型机械结构及其激励器，微机械与纳机械装置(Micromechanical and Nanomechanical Devices)，物理、化学和生物传感器，装置物理学及其特征化，设备建模与仿真， 纳制备(Nanofabrication)与新装置，微细加工(Microfabrication)，超导电子学。

4、电力技术

此方面主要包括电气材料学与半导体学，电力电子及装置，电机，电动车辆，电力系统动态及稳定性，电力系统经济性运行，实时控制，电能转换，高电压工程等。

5、计算机科学与工程

计算机科学与工程涉及领域较宽广，包括计算机图形学，计算机视觉技术，口语系统，医学机器人，医学视觉，移动机器人学，应用人工智能，有生物灵感的机 器人及其模型。医疗决策系统，计算机辅助自动化，计算机体系结构，网络与移动系统，并行与分布式操作系统，编程方法学，可编程系统研究，超级计算技术，复 杂性理论，计算与生物学，密码学与信息安全，分布式系统理论，先进网络体系结构，并行编辑器与运行时间系统并行输入输出与磁盘结构，并行系统、分布式数 据库和交易系统，在线分析处理与数据开采中的性能分析。

6、系统控制

系统控制包括鲁棒与最优控制，鲁棒多变量控制系统，大规模动态系统，多变量系统的标识，制造系统，最小最大控制与动态游戏，用于控制与信号处理的自适应系统，随机系统，线性与非线性评估的设计，随机与自适应控制等等。

7、电磁学

本方面包括卫星通讯，微波电子学，遥感，射电天文学，雷达天线，电磁波理论及应用，无线电与光系统，光学与量子电子学，短波激光，光信息处理，超导电 子学，微波磁学，电磁场与生物媒介的相互作用，微波与毫米波电路，微波数字电路设计，用于地球遥感的卫星成像处理，子毫米波大气成像辐射线测定 (Submillimeter-Wave Atmospheric Imaging Radiometry)，矢量有限元，材料电气特性测量方法，金属零 件缺陷定位。

8、电子学与集成电路

本领域包括微电子学与微机械学，纳电子学(Nanoelectronics)，超导电路，电路仿真与装置建模，集成电路(IC)设计，大规模集成电路 中的信号处理，易于制造的集成电路设计，集成电路设计方法学，A/D与D/A转换器，数字与模拟电路，数字无线系统，RF电路，高电子迁移三极管，雪崩光 电管，声控电荷传输装置，封装技术，材料生长及其特征化。

9、微结构Microstructure

作为微电子学革命的发源学科，固体电子学技术现在又产生了另一个新的重要的技术领域--微机电系统Micro-Electro-Mechanical Systems MEMS。MEMS是一个极端多学科交叉的领域，对许多工程与科学领域有重大影响，尤其是电气工程，机械工程，生物工程等等。最近的研究表明微加工 (Micromaching)为推动化学工程、材料工程、生物学、物理化学的前沿发展提供了强大的工具。MEMS的最基础方面是微制备技术的加工知识，制 造微小结构的方法。正是MEMS技术使我们能够制造超声微喷流(Microjet)和微米尺度电机，能在一硅晶片上制造纳米尺度扫描隧道显微镜 nanoscale scanning tunneling microscopes，能制作用于测量精细胞活性的微迷宫。

10、通讯与网络

通讯与网络是目前很热门的学科方向之一，主要包括无线网络与光网络，移动网络，量子与光通讯，信息理论，网络安全，网络协议与体系结构，交互式通 讯，INTERNET运行性能建模与分析，分布式高速缓存系统，开放式可编程网络，路由算法，多点传送协议，网络电话学，带宽高效调制与编码系统，网络中 的差错控制理论及应用，多维信息与通讯理论，快速传送连接，服务质量评价，网络仿真工具，网络分析，神经网络信息的特征提取、传送、存储及各种介质下的 信息网络化问题，包括大气、空间、光钎、电缆等介质等。本方向与信号处理，计算机，控制与光学等广泛交叉。

11、光子学与光学

在美国大学，光子学与光学属于电气电子系的关键方向之一。本方向包括光电子学装置，超快电子学，非线性光学，微光子学，三维视觉，光通讯，软X　光与 远紫外线光学，光印刷学，光数据处理，光通讯，光计算，光数据存储，光系统设计与全息摄影，体全息摄影研究，复合光数字数据处理，图象处理与材料光学特性 研究。

光伏产业概述

目前人类能源消费结构中，石油、煤炭、天然气、铀等矿物资源占到了人类能源供给量的80％以上。但常规矿物质能源储量有限，如果无节制的开采，全球将很快面临能源短缺危机。另外常规矿物质能源使用后排放大量的CO2、SO2、核废料等威胁着人类生存环境。近年来，全球性的气候变暖，两极冰川融化，海平面上升，自然灾害频繁发生，生物多样性消失，酸雨范围越来越广，高空臭氧层空洞扩大等现象，都是因为人类大量使用并依赖传统能源所造成。

资料来源：中国可再生能源发展战略研讨会论文集

图表1 世界及中国主要能源资源使用年限

发展环保可再生能源是解决上述问题的最有效途径，也是人类能否在地球上永续生存下去的关键要素。在诸多可再生能源中，太阳能是唯一可以大量替代传统能源的能源。而在太阳能产业中，光伏产业由于其具有的诸多优点，是可再生能源中发展最快的产业，无疑也是最具有发展前景的产业。

资料来源：IEA（国际能源署）报告《Renewable Information2010》

图表2 1990～2008年世界可再生能源供给的年增长率

一、光伏产业的特点

太阳能是唯一能够保证人类未来需求的能量来源。光伏发电是利用太阳能将光子转化为电子的一个纯物理过程，转化过程不排放任何有害物质，其特点如下：

充足性：据美国能源部报告（2005年4月）世界上潜在水能资源4.6TW（1TW＝1012W），经济可开采资源只有0.9TW；风能实际可开发资源2～4TW；生物质能3TW；海洋能不到2TW；地热能大约12TW；太阳能潜在资源120000TW，实际可开采资源高达600TW。

安全性：运行可靠、使用安全；发电规律性强、可预测（调度比风力发电容易）。

广泛性：生产资料丰富（地壳中硅元素含量位列第二）、建设地域广（荒漠、建筑物等）、规模大小皆宜。

免维护：使用寿命长（20～50年、工作25年效率下降20%）、免维护、无人值守。

清洁性：无燃料消耗、零排放、无噪声、无污染、能量回收期短（0.8～3.0年）。

二、光伏产业发展历程

世界上最早开始研究太阳能要追溯于1839年法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应，并由爱因斯坦在1904年对其做出了理论解释，且很快得到实验证实；1954年美国贝尔实验室制成第一个单晶硅光伏电池；1959年第一个光电转换效率为5％的多晶硅光伏电池问世； 1960年，晶硅光伏电池发电首次并入常规电网；1969年世界上第一座光伏发电站在法国建成；1975年美国制作出非晶硅光伏电池；1980年代初，光伏电池开始规模化生产；1983年美国在加州建立了当时世界上最大的光伏电厂；1983年世界光伏组件产量达21.3MW（1MW＝106W），光伏产业显露雏形。1990年以后，在能源危机和全球气候变暖的压力下，可再生能源越来越受到关注，德、美、日等国政府相继提出了光伏发电的“光伏屋顶计划”、“新阳光计划”等，在政府的政策法规和行动计划推动下，全球光伏产业以一个朝阳产业的面貌高速成长，同时太阳能光伏发电被誉为世界十种能源中发展最快的能源。

1990年以后全球光伏市场的发展和转移经过三个阶段。第一阶段，1996年之前，美国光伏市场占全球市场份额达32.1%，年复合增长率达25%，当之无愧地成为世界光伏市场中心。第二阶段，1996～2002年间，日本光伏市场保持了35%的年均增长，一跃成为光伏市场最大消费国，近年日本市场小幅回落，但销售的存量仍位居世界前列，2007年光伏电站存量达1GW（109W）左右。第三阶段，2003至今，欧盟成为绝对的市场主力，这得益于德国和西班牙等国的光伏补贴政策，快速刺激了欧盟市场中心的形成，目前我国有近80%的光伏产品出口至欧盟地区。

资料来源：EPIA（欧洲光伏产业协会，世界规模最大的太阳能光伏行业协会）

图表3 2009年光伏产品按地区安装比例

三、光伏发电技术发展趋势

目前已经进入商业化竞争的光伏发电产业按电池技术路线分类主要分为晶体硅光伏电池、薄膜光伏电池和聚光光伏电池。其中晶体硅光伏电池是目前发展最成熟的在应用中居主导地位。

太阳能电池根据所用材料的不同，还可分为：硅光伏电池、多元化合物薄膜光伏电池、聚合物多层修饰电极型光伏电池、纳米晶光伏电池、有机光伏电池等。

图表4 光伏电池分类及规模化生产转化效率

1．多元化合物薄膜光伏电池

多元化合物薄膜光伏电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜光伏电池等。

硫化镉、碲化镉薄膜光伏电池的效率较非晶硅薄膜光伏电池效率高，成本较晶体硅光伏电池低，并且也易于大规模生产，但镉有剧毒，会对环境造成严重污染，因此并不是最理想的光伏电池。

砷化镓（GaAs）III-V族化合物光伏电池的转换效率可达40%。GaAs 化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了GaAs电池的普及。

铜铟硒薄膜光伏电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率也较高。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展光伏电池的一个重要方向。唯一问题是材料来源，铟和硒都是稀有元素，因此这类电池的发展必然受到限制。

2．聚合物多层修饰电极型光伏电池

聚合物多层修饰电极型光伏电池以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个光伏电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备光伏电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是晶体硅光伏电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。

3．纳米晶光伏电池和有机光伏电池

纳米晶光伏电池转化效率可达10%，有机光伏电池转化效率可达6%，转换效率还比较低，这两类电池还处于研究探索阶段，短时间内不可能大规模商业化应用。

4．聚光太阳电池

聚光光伏电池最大优点就是高转换效率（30%～40%），以及较小的占地面积。聚光光伏发电系统主要由高效聚光太阳电池、高性能的聚光跟踪系统、有效的电池散热系统组成。由于高效聚光光伏电池的技术路线尚未定型，聚光光伏发电规模化产业链也未形成，高性能的聚光跟踪系统和有效的电池散热系统的成本控制难度大，因而聚光光伏发电暂无优势可言。

5．晶体硅光伏电池和薄膜光伏电池

关于“晶硅”和“薄膜”孰优孰劣的讨论也很多。从市场表现来看，05年起“薄膜”市场份额开始不断增加，到09年达到了18%（数据来源：Solarbuzz），趋势相当可观。而且正是从09年开始，发展“薄膜”的呼声也越来越高：一方面硅晶电池刚刚经历了“硅”价巨幅波动的事件导致各大厂家受损；另一方面，美国的FirstSolar公司异军突起，把薄膜电池推上了新高度。2010年，国内很多地方都上了薄膜项目，而一旦开始生产薄膜电池，问题也就暴露出来。

首先是技术门槛问题。“晶硅”技术经历了多年发展，已经进入成熟期，国内几个大型企业已经熟练掌握了晶硅电池的技术，并且有了自己的技术创新和突破。而薄膜电池则不同，技术仍在不断发展变化，特别是非硅薄膜电池技术，材料和工艺上都有很多技术难关，国内的大多数企业并不具备足够的水平，还都只是探索阶段，却要面临在薄膜电池技术领先的FirstSolar公司和已经技术成熟的晶硅电池双重压力，发展困难可想而知。

其次是资金门槛问题。薄膜电池的设备投入比晶硅电池大，而且所有配套设备都依靠进口。随着薄膜电池技术不断发展，生产设备也随之更新换代，很容易造成设备投资上的浪费。

近年来晶硅组件价格一路走低，与薄膜组件的价格已经很接近，薄膜组件的价格优势已不再明显。但“晶硅”对比“薄膜”仍然存在高的转换效率和较长的使用寿命的优势。事实上，一些原打算开展薄膜电池项目的企业，现在也都把项目放缓（尚德、英利），所以薄膜电池想要真的发展，还是需要一定的时间。

单晶硅光伏电池与多晶硅光伏电池相比转化效率高（单晶18～20%、多晶16～18%）、成本高，由于其成本控制难度大，全面胜出的可能性不大。

6．太阳能光热发电

除光伏发电外达到工程应用水平的还有太阳能光热发电。太阳能光热发电的建设和运行门槛很高，我国在太阳能光热发电部件研发上还几乎是空白：曲面反光镜，高温真空管，有机朗肯循环发电机组，斯特林发电机组等。此外，与光伏发电不同，光热发电对于环境也有更高要求：必须直射光，而且需要水冷却，这样在荒漠地区，就无法满足。我国目前太阳能光热发电尚处于研究示范阶段，光热发电与常规电厂结合成互补电站，独立稳定工作的不多（示范项目：江苏江宁县70kW示范电站，863计划北京延庆1MW实验电站）。由于技术障碍，我国在5～10年内都会处于试验示范阶段，光热发电不会成为主导潮流。

结论

从技术成熟度、转化效率及材料来源几方面综合判断，未来5～10年太阳能发电技术占主流的仍为晶体硅（以多晶硅为主）和非晶硅薄膜光伏技术。目前市场占有率：多晶硅电池52%，单晶硅电池38%，非晶硅薄膜电池8%，其他化合物薄膜电池2%。发展非晶硅薄膜光伏技术，还不宜盲目扩大规模，还是应该重点放在研究上，深入掌握核心技术。

光子学也可称光电子学，它是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子是如何产生及其运动和转化的规律。所谓光子技术，主要是研究光子的产生、传输、控制和探测的科学技术。现在，光子学和光子技术在信息、能源、材料、航空航天、生命科学和环境科学技术中的广泛应用，必将促进光子产业的迅猛发展。

目前，光电子技术研究热点是在光通信领域，这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技持续发展起着举足轻重的推动作用。目前，国内外正掀起一股光子学和光子产业的热潮。一些国家把大量资金投入光子学和光子技术的研究和开发，许多以光子学命名的研究中心、实验室和公司如雨后春笋般地建立起来。可以毫不夸张地说，一个国家对光子学的投资以及在这一领域从事研究工作的人数直接反映着这个国家科学技术发展的水平。国际知名的科学家已经预言：光子时代已经到来，光子技术将引起一场超过电子技术的产业革命，将给工业和社会带来比电子技术更大的冲击。同时认为，到2010年，国际上光子信息处理器件产值将达到和电子信息器件产值相等的程度，到21世纪中期，光子产业将会超过电子产业的规模和影响。所以说，光电子产业是21世纪的支柱产业。

光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中的作用

光电子产业是21世纪市场潜力巨大、产值迅猛增长的高新技术支柱产业。在1998年，全世界光电子产业总产值实现1400亿美元；2000年，已达到1800亿美元；估计到2010年，产值将达到4500亿美元。难怪实业界人士惊呼，20世纪是微电子的世纪，21世纪将是光子的世纪。

什么说光电子技术是21世纪最尖端的科学技术，它会对科学技术的发展起到怎样巨大的推动作用？本文用一系列的数据来说明光电子技术可以创造出很多科学技术的新记录，可以看到在科学技术几个重要的领域，都用光电子的方法达到了最好的成果和最重要的记录。

比如说，最大的能量密度。我们通过激光输出的脉冲能量，目前已达到13PW（1 PW＝1×1015W），差不多是一个天文数字，再把激光用光学系统聚集，在焦点位置上的强度可达到105 PW，温度非常高，可把最难熔的金属熔化，把所有硬壳物质气化，甚至破坏。同样，用光子技术也可取得最高的压强，得到最短的光脉冲。美国预测其明年就可实现激光点火，但是根据我们掌握的情况，明年可能还达不到，还要经过一番努力。另外，用光电方法还可以做到最精密的刻画。例如，刻一条线做集成电路，要把这条线刻得越窄越好，越窄，体积就越小，越紧凑，越小型化。现在，用激光的方法可使线条达到0.18微米，最近用准分子激光可达到0.1微米，估计最终可达到50纳米。现在，应用光电子技术可得到最大的信息容量。从发展的角度看，如能制成光子计算机，它的速度要超过电子计算机。我们知道，通信的保密安全是一个非常重要的问题。现在看来，用光电子方法做成光子通信系统是最安全的。目前，从信息安全的角度看，有两种办法：一种是物理学的方法，另一种是用数学的方法进行保密的措施。但由于计算机的计算速度非常快，密码总可以被解密，用数学的方法无法做到万无一失。而用物理的方法，尤其是用单光子来传播信息就可以做到万无一失。因为单光子传输，你没有办法设定，若你一设定，通话双方就马上知道有人在窃听，就可以马上改变密码，因此它是万无一失的。现在，在国际上已经能做到几十公里内的安全通信，我们国内也在做这方面的研究。另外，用光子学的方法还可以得到最低的温度，可以把原子冷却到接近绝对零度。以上这些，都是用光电技术可以达到的最高记录。

在科学研究方面，利用光子学技术也创造了很多新的成果。有两位美籍华人科学家，一位是朱棣文，一位是李远哲，在研究过程中基本上都利用了光子学的技术，一个利用激光冷却并捕捉原子，一个用分子束的激光探测研究化学反应动力学，分别得到诺贝尔物理奖和诺贝尔化学奖。

我们还可以看到，光电子产业对传统产业的技术改造、新兴产业的发展、产业结构的调整优化都起着巨大的促进作用。比如，激光加工对传统机械加工是一个很重要的改造，是一项全新的技术。汽车、轮船制造使用激光技术后，质量、产量都大大提高。另外，光电子技术还具有精密、准确、快速、高效等特点，有助于全面地提高工业产品的高、精、坚加工水平，大幅度提高产品的附加值和竞争能力。同时，光电子技术派生出了许多新兴科学技术和新兴的高技术产业，极大地推动了高新技术的发展和产业结构的调整优化。

在国防上，光电子技术也起着很重要的作用，可以说是国防军事现代化的重要支柱。在战争中应用大量光电子技术，如用于武器控制的光电精确制导？红外制导、电视制导、灵巧炸弹等？，在战争中起着很奇特的作用。在作战时，光电子技术可以提供既快又准的信息，它将使己方看得更清楚、反应更快、打得更准，生存能力更强。在近十来年几次大的战争中，光电子科学技术都起着重要作用。

光电子科技的历程和光电产业的形成

我们知道，光是生命的源泉，它为人类提供青山绿水的生活环境和丰富的衣食住行的资源，光使我们目睹五彩缤纷的世界，电和光“带领”人类进入高度发达的信息时代。但对人类来说，对电和光的了解经历了一个逐步推进的过程。电荷、电子大家都很熟悉，比如电话、电灯、电视、电子管等，然而对光、光子就比较陌生，过去对光甚至有一种崇拜的意味。和光打交道最多的是想到黑暗中要有灯光，或者近视要配眼镜，看远方的物体要用望远镜，看小的东西要用显微镜等等，直到20世纪60年代以后，光和光子才开始慢慢地走进人类生活的舞台。最近20年，它已经逐步走进市场。如现在大量使用的光笔、光盘、激光打印机、扫描仪、传真机、激光测距、激光医疗、激光加工、激光武器等等。

在此，笔者谈谈光学和电学的关系。过去，电学和光学在表面看来是互不相关的两个学科，实际上他们在发展过程中是相互促进的。它们打交道的第一个回合，是19世纪60年代麦克斯韦提出的光的电磁波动理论。他提出：无线电波和光波都是电磁波谱大家族中的一员。光和电打交道的第二个回合，是1905年爱因斯坦将量子论用于解释光电效应，明确了光和电的密切关系。光与电打交道的第三个回合，是1960年激光的发现。激光是光学史上一项重大革命，也是20世纪最主要的重大发现之一。激光器是电子学中微波量子放大器在波长上的延伸――从微波延伸到光波。激光器的发明不仅提供了光频波段的相干电磁波振荡源，而且对时至今日的无线电频率下的许多电子学的概念、理论和技术，原则上均可延伸到光频波段。由于激光的发明，使电子学中原来光学做不到的一系列技术在光波段都可以实现，把光的应用范围大大地扩展了。光学工作者把现阶段的光学称为光子学有一个重要含义，它标志着在发展和应用前景上，光学与电子学占有同样重要的地位，光子学与电子学的关系就是一个相互依存、共同发展的关系。

21世纪是光子学的世纪

在信息科技领域，20世纪的电子学确实做出了巨大的贡献，但由于其信息属性的局限性，使其无论在速度、容量还是在空间相容性上都受到很大限制，而光子的信息属性却表现出巨大的发展潜力和明显的优越性。从电子器件和光子器件的性能比较中，可以看出光子器件的发展是必然的。在信息处理速度上，电子器件的响应时间最快也只能达到10－11s，而光子器件可达到10－12－10－15s，差了3―4个数量极，快1000―10000倍。同时，光子在通常情况下互不干涉，具有并行处理信息的能力，在光计算中可大幅度提高信息的处理速度。另外，在存储能力、传播速度、抗干扰能力等很多方面，光子器件弥补了电子器件的很多不足，为信息技术的发展提供了新的可能性。为此，进入21世纪，光子学与电子学将会成为更密切的整合体，互为补充，相互促进，把信息社会推向新的发展阶段。

http://www.sxsky.cn/it/html/20051047515.htm

光电子技术【photoelectronic technology】是激光在电子信息技术中的应用形成的技术。光电子技术确切称为信息光电子技术。20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。全世界铺设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕显示为代表的信息显示技术称为市场最大的电子产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗低、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。

光电子技术又是一个非常宽泛的概念，它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收，涵盖了新材料（新型发光感光材料，非线性光学材料，衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等）、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科。

光子学也可称光电子学，它是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子是如何产生及其运动和转化的规律。所谓光子技术，主要是研究光子的产生、传输、控制和探测的科学技术。现在光子学和光子技术在信息、能源、材料、航空航天、生命科学和环境科学技术中的广泛应用，必将促进光子产业的迅猛发展。光电子学是指光波波段，即红外线、可见光、紫外线和软X射线（频率范围3×1011Hz~3×1016Hz或波长范围1mm~10nm）波段的电子学。光电子技术在经过80年代与其相关技术相互交叉渗透之后，90年代，其技术和应用取得了飞速发展，在社会信息化中起着越来越重要的作用。光电子技术研究热点是在光通信领域，这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技持续发展起着举足轻重的推动作用。国内外正掀起一股光子学和光子产业的热潮。

地球正在进入光子带 — 在2012年之正好是冰河时期的一个周期，人类将进入光子带，其中一段时间会急速冷冻没有阳光，恐龙就是这时期灭亡的。可是克里昂改变磁场，如果渡过，太阳会再现，空气会变的更好，地球生命密码提到开发脉轮，可以克服饥饿和冷冻，而且在进入光子的空窗期，因为光子和人类的业力效应，会有很多灾难。

光子带或光子环是没有得到可靠的科学验证，与新纪元运动有很大的联系。其主张地球将在2012年被光子带或光子环完全封住，这种学说是一种伪科学信仰。在2012世界末日论中，“地球经过光子带”也成为末日论的预言之一，该学说带有浓厚宗教信仰色彩的口吻叙述。模仿了《圣经》中创世纪的内容。

影响

进入光子带会带来不可思议的影响，首先我们先来看一段摘自《你正成为一个宇宙人》书中的一段文章： 当太阳系接进光子带及整个沉浸在零度带(null zone)时，你们的星球会经历一场黑暗。突然间夹杂微微光点的黑夜将会被完全的黑暗所取代，就好象整个星球被丢到一个外门紧闭的衣柜中，太阳会从视野中消失，黑夜中满天的星斗也将不见。当零度带压缩太阳及卫星的光时，白天会突然间变成晚上。当黑夜来临时你将会知道你已经近入光子带的零度带并开始进行转换，一旦你接受这突如其来的黑夜所带来的震惊时，会发现有一些事正在发生。你不但身在黑暗中而且所有的电力设施都将不能使用，水泵停止转动，水塔空了，水龙头流不出水来，厕所也不能冲洗，汽车也不能发动。你们正处于一个新世界中，即使处处不变，一些不可思议的事情正在你的体内发生。当地球的电磁场崩解，所有的原子会被改变，你体内的原子会被转变，身体变的轻飘飘、有点透明，在你周围的那层意识薄纱会被除去，你将不会处于狭隘的三度空间。你将会拥有肉体及精神上的一些潜能，或者说天赋，那是自很早以前人类离开天琴座至银河各地传播知识及守护权后即定拥有的，你将会开始回家之旅，回到第五空间。一旦你们的大气被压缩，所有物质变得致密，核能物质会造成很大的危险，因为可能会有核子连锁反应或巨大及致死的分裂元素核爆。除了全球性的核子连锁反应或爆炸，核能的压缩也可能造成大规模的火焰风爆。为了避免这些危险，下一个改变是因太阳消失所造成的寒冷(气温下降会很明显，就像冰河时期)，这是因为太阳正在进行不同空间内的极性转换，所以它的热能才无法到达地球表面。第三天转换结束前，你们将会开始看见晨曦似的微光环绕着你们的星球，光子效应将开始进行。光子效应非常重要，因为它会提供你们一个新的能源，终止地球依赖汽油的时代。这将使得星际旅行变的可能，因为银河连盟宇宙飞船舰能源系统所使用的正是光子能源科技，在第三到第四天结束之前，你们将会第一次浅尝光子能源的滋味。第四天结束，第五天开始了，气候回暖，亮光普照，第三天结束起的光子效应如今正全速进行，你们将可以应用光子能源设备，每一个生物将因从光子主带来的光子流而生气勃勃。你们将进入一个新纪元，且拥有一的崭新的身体，并准备好下一阶段的转换，届时你们的精神能力会被光子效应而提升。 子能不但提供你的身体最有效的能源使用，也会被使用在住家及工业上，你们进入光子纪元，太空旅行将会变得十分简单，且成为众之所好┉在这你们所进入的新时代，你们将寻回完全的意识潜能，正如同圣经中所预示的，你将会和所有居住在这星球的人一起谈天及行走，那时你们会成为地球的灵界的一员，并和你们星球的CETACEANS一起合作，成为地球甚至是复兴后的太阳系之守卫者。本来地球会待在光子带2000年，再回到以前的状况，但书中提到2012-2013年时，地球会进入空间转换之门，穿越第五空间来到距我们几光年外的天狼星系，天狼星B因建有银河神庙而闻名，届时在地球上亦会有一同等规模的神庙。 近来虽多天灾，然而这些只是地球本身重新设定能量场以适应将来巨变的过程，顺便也提醒我们已做了太多破坏大地的事，该是停下来好好反省的时候了，也告诉我们人生无常，唯有追求内在的灵性才是人生真正的目的。 未来地球表面会有更大的变动，十万年前沉入海底的古大陆会浮出水面，长期居住在地底下的人类也会和我们团圆。目前整个大环境正在改变，当初被星际大战打歪的地轴逐渐被修正过来，肉食动物群逐渐绝种，吃素的人正以一种不可思议的速度在增加，显示整个星球的振动力一直在提升。上次地球进入光子带……不过这也要靠我们修行人的努力，因为我们当初下来这个地球的目的之一就是帮助这次转换能顺利完成，把人类带回天堂——在世的天堂，如果我们努力修行，就有更多的人能过关，转换的过程中的一些天灾也会较轻微。地球上的首脑及许多政府官员早已知道这件事，也知道转换过程中所会发生的一些巨大的天灾，只可惜因放不下权势，他们不但不让这些个消息公诸于大众，反而用种种物质及超物质的方法来阻挡这次进化，跟十万年前亚特兰蒂斯的那些人同出一辙！!!不过由于这次的进化是上帝的旨意，不能改变，他们的阴谋也将白费，终将失败所有的天界都已送给我们深深的祝福，难以计数的天使也已经来到这个世界帮助我们。银河联盟大批的船舰已经在地球周围待命，等到时机一到就正式与我们见面，大家一定迫不及待的想问是何时呢?快了！等到他们与我们那些硬头的领导人达成和平协议后，历史性的一刻就会到来，到时我们就会见到十万年来居住在地底下的同胞、太阳系的其它兄弟姐妹及来自银河各地及天界的众生。各位，请让我们一起祈祷让这和平的一刻能快点到来! 最后进化的时间即将来到，大地的母亲及我们的父亲深爱他们的每一个孩子，冀希望每一个小孩都能安然度过这次转变，希望孩子们从此生活充满无尽的爱及和平，希望星际间从此情同手足，希望届时人类生活只有一个目的——传承永恒的美及智慧。