人类利用太阳能的三大途径

太阳表面的温度高达6000℃，核聚变反应在太阳内部不断发生，巨大的能量通过辐射被发射到太空。据估计，太阳每三天向地球辐射的能量相当于地球上所有化石燃料的总能量。人类利用太阳能有三种方式:光热转换、光电转换和光化学转换。光热转换

光热转换是指太阳能由各种集热器收集，收集的热能用于为人类服务。

在早期，太阳能最广泛的应用是加热水。今天，世界上有数百万个太阳能热水器。太阳能热水系统主要包括三部分:集热器、储存装置和循环管道。

在许多寒冷地区，太阳能已经被用于冬季取暖很多年了。因为寒冷地区冬天的温度非常低，

供暖设备必须安装在房间里。如果我们想节省化石能源的消耗，我们可以尝试使用太阳能。大多数太阳能温室使用热水系统，也有热空气系统的例子。太阳能温室系统由太阳能集热器、蓄热装置、辅助能源系统和室内温室风机系统组成。太阳能辐射热由收集器中的工作流体储存，然后向房间供热。

目前，美国已经建造了100多万套主动式太阳能供暖系统和25万多套被动式太阳能住宅，这些住宅依靠冷热空气的自然流动。

光电转换

光电转换将太阳能转换成电能。目前，太阳能发电有两种方式:一种是热能发电，即太阳能首先通过集热器转化为热能，然后通过汽轮机转化为电能；第二种是光伏发电，它利用太阳能电池的光电效应将太阳能直接转化为电能(图1显示了由太阳能电池供电的太阳能飞机)。

图1太阳能飞机

太阳能电池的主要原理是通过使用半导体材料将较薄的N型半导体放置在较厚的P型半导体上。当光子撞击器件的表面时，电子在P型和N型半导体的结处扩散，产生电流，该电流可以通过在上端和下端使用金属导体引出和利用。目前，太阳能电池的成本仍然相对较高。为了获得足够的功率，需要大面积放置电池。

1953年，贝尔实验室开发了世界上第一个转换效率为0.5%的硅太阳能电池。1994年，太阳能电池的转换效率提高到17%。

光化学转化

光化学转化意味着太阳能首先转化为化学能，然后转化为其他能量，如电能。我们知道植物依靠叶绿素将光能转化为化学能来实现自身的生长和繁殖。如果光化学转换的秘密能够被揭示，人造叶绿素就能发电。目前，正在积极探索和研究太阳能光化学转换。