太阳能的光电之旅

既不浅显又不深奥，没说透原理。

太阳能的光电之旅 褚君浩 海波 秦畅编写 20个想法 ◆ 知识导读 >> 太阳能电池是用半导体材料制作的，它是一种能把光能转换成电能的半导体发电器件 >> 利用半导体的光伏效应进行的光电转换叫做光伏发电 >> 太阳能电池板发的电是直流电 >> 逆变器，把直流电转换为交流电 >> 晶体硅（如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池） >> （如薄膜太阳能电池、有机太阳能电池） ◆ 知识导读 >> 空气对阳光形成散射，蓝色光容易被散射从而形成了“蓝天”。 >> 太阳本质上是一个不停进行着氢氦聚变的热核反应堆 >> 处于极高温度下的电子，以极高的运动速度不断地相互碰撞振动而产生电磁波。这种电磁波就是太阳辐射能，它以光速向太阳以外的太空辐射 >> 天上的太阳，它每时每刻都在向外辐射，就是发射出电磁波。电磁波它有一个波长的分布，有的电磁波的波长很短，像你拍X光片，X光的波长就很短。有的电磁波它的波长正好在你眼睛可以感受的范围里面，就是我们眼睛可以看到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的可见光。还有的电磁波它的波长比红光要长所以叫做红外线 >> 红外线就是一种电磁波 >> 聚光式太阳能发电技术。它是指通过反射镜把阳光汇集到接收器上，在接收器上被加热的移动液体会变成高温高压的蒸汽。 >> 这些蒸汽通过管道，一部分输送到涡轮发电机，带动发电机转动发电，另一部分输送到蓄热器，将热能存储起来。 ◆ 知识导读 >> 1839年，法国物理学家A·E·贝克勒尔在用伏打电池做实验的时候发现，当阳光照射时，伏打电池里浸没的两片金属片之间产生额外的电动势，他将这种现象称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。“光伏效应”是太阳能电池产生的理论基础。 >> 当太阳光照射在半导体材料上，能激发出电子和空穴，形成一个电子空穴对 >> 在一般的半导体材料里，如果没有PN结，太阳光产生的电子和空穴会很快复合，并不能形成电流，如果有PN结，情况才会不一样 >> 当太阳光照到半导体PN结区域，它产生的电子是带负电的，产生的空穴是带正电的，PN结里面的内建电场，能够把带正电的空穴拉到一边去（P型半导体，正极），把带负电的电子拉到另外一边去（P型半导体，负极），那么PN结的两端就像我们电池一样了，一个正极一个负极，连上电线，就可以产生电流了，这个就是太阳能电池发电的道理。 >> 那么太阳里面的燃烧是什么呢？它并不是我们刚才说的那种氧化反应，它是原子核聚变反应。它有一种物质叫氢，氢有同位素，一个同位素叫氘另一个叫氚，氘跟氚这两个原材料它们合起来的时候，形成氦，并失去小部分质量，这部分质量，根据爱因斯坦质量—能量关系公式，就会产生巨大的能量 >> 铁元素是核能最低也是最稳定的元素 >> 无论是铁核聚变还是核裂变，都需要吸收能量而不是释放能量，所以当太阳燃烧到硅氧阶段后，产生铁元素，便开始积累铁元素并停止核聚变了。小质量的恒星变成无趣的白矮星，阴冷冷地死去；大质量的恒星则在大爆炸中结束生命，核心留下中子星或黑洞