照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40min照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源,而且太阳能发电绝对干净,不产生公害,所以太阳能被誉为理想的能源。
(1)太阳能发电的优点

从太阳能获得电力,需通过太阳能电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:
①无枯竭危险。
②绝对干净(无公害)。
③不受资源分布地域的限制。
④可在用电处就近发电。
⑤能源质量高。
⑥使用者从感情上容易接受。
⑦获取能源花费的时间短。
不足之处是:
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积。
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。
(2)太阳能发电存在的问题
太阳能光伏发电还存在一些有待攻克的“弱点”。它的主要问题有以下几个方面。
①光电转化率很低。根据太阳能发电的基本原理,太阳光电池主要功能是将光能转换成电能,称之为光伏效应。这就使得我们在选取太阳能电池板原材料的时候,必须充分了解太阳光谱成分及其能量分布状况,必须考虑到材料的光导效应及如何产生内部电场,不仅要考虑材料的吸光效果,还要考虑它的光导效果。从目前太阳能发电的情况来看,即使采用目前最高效的材料进行光电转换,效率仍然很低,材料的选取仍旧是个有待提高的突破点。目前太阳能电池光电转化效率一般为10%~15%,因此,如何提高太阳能光伏发电的转换效率是我国及世界有关研究组织一直以来科技攻关的难题。
②光伏电池生产过程中存在高污染。从目前的实际状况来看,以单晶硅或多晶硅为主要原料的太阳能电池板正越来越多地点缀于城市建筑的屋顶、墙壁,成为一座座所谓“清洁无污染”的太阳能电站。然而,在这种被称为“绿色电站”的身后,却“隐藏”着一系列高能耗、高污染的生产过程。即使作为第三代太阳能电池的染料敏化电池来说,虽然它最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据科学家估算,它的成本仅相当于硅电池板的1/10。但是此类电池的效率随面积放大而降低。这一点又与太阳能发电需要充足的日照和广域的面积相矛盾。
③所需光照受天气影响较大。太阳能发电所需的必要条件是光照指数,如果在阳光不太充足的多云天气或雨雪天气里,太阳光伏效应转换的效率会大幅度降低,难以满足向用电系统连续供电。
④光伏发电成本过高。在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的,但其成本居高不下,远不能满足大规模推广应用的要求。最近,SunPower(美国加州)公司研制的太阳能电池板效率达到22%,尽管其光电转化效率非常可观,但由于受原料价格和提纯工艺的限制,发电成本过高。所以太阳能发电系统仍需要人们不断地探索与完善。
网上资料,供参考

一、培养目标
1.较好地掌握马克思主义基本理论,树立爱国主义和集体主义思想,遵纪守法,具有较强的事业心和责任感,具有良好的道德品质和学术修养,身心健康。
2.在本学科内掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,具有良好的科学素养和独立从事科学研究工作的能力,在科学或专门技术上做出创造性的成果。
3.能熟练地运用一门外国语。
二、学科、专业及研究方向简介
光学工程是一门历史悠久而又年轻的学科。它的理论基础——光学,作为物理学的主干学科经历了漫长而曲折的发展道路,铸造了几何光学、波动光学、量子光学及非线性光学,揭示了光的产生和传播的规律以及与物质相互作用的关系。随着激光技术和光电子技术的崛起,光学工程已经发展为以光学为主,并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。它包含了许多重要的新兴学科分支,如激光技术、光通讯、光存储与记录、光学信息处理、光电显示、全息和三维成像、薄膜和集成光学、光电子和光子技术、激光材料处理和加工、弱光与红外成像技术、光电测量、光纤光学、现代光学和光电子仪器及器件、光学遥感技术以及综合光学工程技术等。这些分支不仅使光学工程产生质上的跃变,而且推动建立了一个规模迅速扩大的现代光学产业和光电子产业。
本专业1998年获得“光学工程”硕士点授予权,2005年获得博士点授予权。本学科专业依托《发光与光信息技术》和《全光网络与现代通讯网》两个教育部重点实验室,在徐叙瑢院士和简水生院士的指导下,形成如下研究方向:
1.平板显示技术与器件
平板显示是采用平板显示器件辅以逻辑电路来实现显示的。由于其电压低、重量轻、体积小、显示质量优异,无论在民用领域还是在军用领域都将获得广泛应用。该方向主要从事发光与信息显示前沿科学问题。既包括发光显示材料(有机材料、无机材料及其相关复合等材料),又包括诸多(场发射、等离子体、发光二极管、液晶及电致发光等)显示器件等方面的研究。
2.全光信号处理及网络应用技术
主要研究光通信网络、光纤传感及生物医学光子学领域的前沿课题——光分组交换全光网的网络技术及支撑光分组交换的全光信号处理技术,如光弹性分组环光纤通信网、全光缓存技术、光开关、光逻辑、光信头识别、分布式光纤传感系统、光纤性能在线检测、光纤技术在生物医学光子学中的应用等。
3.光电检测技术
主要研究先进制造技术、轨道交通等工程领域内各种几何及物理量的光电检测机理、方法、技术与实现途径,并采用各种信息与信号处理方法与技术来获得各种评价参数,最终实现对重要零部件与设备关键参数及缺陷的实时检测与故障诊断,确保其运行安全。
4.生物分子光探测技术
采用先进光电子学技术,以朊病毒、HIV等重要病毒为模型,开展病毒与细胞的相互作用机制、免疫保护机制研究,开展生物大分子的探测、分子相互作用识别等先进技术研究,发展快速检测技术。开展新型病毒载体、真核表达载体技术的研究。开发新型疫苗和药物。
5.光电子材料与器件
太阳能电池技术,主要研究先进的晶硅太阳电池工艺,以及单晶硅/非晶硅异质结(HIT)太阳电池技术、非晶硅薄膜太阳电池技术、有机薄膜太阳电池技术、染料敏化太阳电池技术、宽带吸收增强太阳电池技术等。
研究稀土发光、半导体发光、白光LED照明、无汞荧光灯、光学薄膜基本设计、光存储、光电探测等材料及光电器件,研究这些材料和器件的新技术和新工艺以及它们的应用。
三、培养方式及学习年限
1.培养方式

博士生的培养方式采取导师负责制,也可实行以导师为主的指导小组制。课程学习和科学研究可以相互交叉,课程学习采用学分制,在申请答辩之前应修满所要求的学分。
2.学习年限
全日制博士研究生在校学习年限一般为三至五年;硕博连读的研究生一般为四至六年。非全日制博士研究生在校学习年限一般不超过六年。
四、课程设置与学分
实行学分制,学分最低应修为12学分。课程设置分学位课和非学位课两大类,学位课分公共课、基础课、专业基础课、专业课,非学位课分必修环节和任选课。博士研究生在校期间,应修最低学分为12学分,其中学位课7学分,非学位课5学分。课程学习实行学分制,博士研究生应根据科学研究和学位论文的需要,在导师指导下选择适合的课程学习时间,在博士论文答辩前完成课程学分。


