太陽能的光電之旅

既不淺顯又不深奧，沒說透原理。

太陽能的光電之旅 褚君浩 海波 秦暢編寫 20個想法 ◆ 知識導讀 >> 太陽能電池是用半導體材料製作的，它是一種能把光能轉換成電能的半導體發電器件 >> 利用半導體的光伏效應進行的光電轉換叫做光伏發電 >> 太陽能電池板發的電是直流電 >> 逆變器，把直流電轉換爲交流電 >> 晶體硅（如單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池） >> （如薄膜太陽能電池、有機太陽能電池） ◆ 知識導讀 >> 空氣對陽光形成散射，藍色光容易被散射從而形成了“藍天”。 >> 太陽本質上是一個不停進行着氫氦聚變的熱核反應堆 >> 處於極高溫度下的電子，以極高的運動速度不斷地相互碰撞振動而產生電磁波。這種電磁波就是太陽輻射能，它以光速向太陽以外的太空輻射 >> 天上的太陽，它每時每刻都在向外輻射，就是發射出電磁波。電磁波它有一個波長的分佈，有的電磁波的波長很短，像你拍X光片，X光的波長就很短。有的電磁波它的波長正好在你眼睛可以感受的範圍裏面，就是我們眼睛可以看到的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色的可見光。還有的電磁波它的波長比紅光要長所以叫做紅外線 >> 紅外線就是一種電磁波 >> 聚光式太陽能發電技術。它是指通過反射鏡把陽光彙集到接收器上，在接收器上被加熱的移動液體會變成高溫高壓的蒸汽。 >> 這些蒸汽通過管道，一部分輸送到渦輪發電機，帶動發電機轉動發電，另一部分輸送到蓄熱器，將熱能存儲起來。 ◆ 知識導讀 >> 1839年，法國物理學家A·E·貝克勒爾在用伏打電池做實驗的時候發現，當陽光照射時，伏打電池裏浸沒的兩片金屬片之間產生額外的電動勢，他將這種現象稱爲“光生伏打效應”，簡稱“光伏效應”。“光伏效應”是太陽能電池產生的理論基礎。 >> 當太陽光照射在半導體材料上，能激發出電子和空穴，形成一個電子空穴對 >> 在一般的半導體材料裏，如果沒有PN結，太陽光產生的電子和空穴會很快複合，並不能形成電流，如果有PN結，情況纔會不一樣 >> 當太陽光照到半導體PN結區域，它產生的電子是帶負電的，產生的空穴是帶正電的，PN結裏面的內建電場，能夠把帶正電的空穴拉到一邊去（P型半導體，正極），把帶負電的電子拉到另外一邊去（P型半導體，負極），那麼PN結的兩端就像我們電池一樣了，一個正極一個負極，連上電線，就可以產生電流了，這個就是太陽能電池發電的道理。 >> 那麼太陽裏面的燃燒是什麼呢？它並不是我們剛纔說的那種氧化反應，它是原子核聚變反應。它有一種物質叫氫，氫有同位素，一個同位素叫氘另一個叫氚，氘跟氚這兩個原材料它們合起來的時候，形成氦，並失去小部分質量，這部分質量，根據愛因斯坦質量—能量關係公式，就會產生巨大的能量 >> 鐵元素是核能最低也是最穩定的元素 >> 無論是鐵核聚變還是核裂變，都需要吸收能量而不是釋放能量，所以當太陽燃燒到硅氧階段後，產生鐵元素，便開始積累鐵元素並停止核聚變了。小質量的恆星變成無趣的白矮星，陰冷冷地死去；大質量的恆星則在大爆炸中結束生命，核心留下中子星或黑洞