陽光電池(Solar Cells)的由來及現狀

2021-06-07 09:40:29 字數 1412 閱讀 2659

何謂「陽光電池」(「

solar cells」

)?在英文中,「

solar cells」

的直觀含義就是「小光包」,有利用光能來產生「電能」的意思。請看以下示意圖:

此示意圖是由美國能源部提供的,寓意很明確,只要你略為「琢磨」一下就能明白。所以,此圖有一定的「權威性」,可以參照。該圖中那些向上運動著的「小紅點兒」代表「解放了的電子」(」

freedelectrons」

),在英文中,「

freed」

就是「被解放了」的意思。是誰解放了這些「自由電子」呢?它們為什麼都向著乙個方向跑?從而形成「電流迴路」(即」由光生電「)。實際上,做到這一點,人類花費了近

150年的寶貴時光!

1839

年,法國實驗物理學家貝克勒爾(

antoine-césar becquerel

,1778-

)在一次偶然實驗中發現:一塊金屬板插入某種溶液中,當有光線照射時,金屬板上就會出現「電壓」(不是化學反應,除去「光源」,電壓立即消失)。據此,人們把這種「光電效應」叫做「

photovoltaic effects」

(即所謂「光伏效應」)。能不能利用這種「光伏效應」發電呢?在當時,這是乙個「夢」,是乙個物理學的「夢「,那時的中國人是不做的。

大約在50

年後,charles fritts

在一塊」超薄「(

ultrathin

),幾乎接近透明的「**薄」的兩面」塗抹「(或覆蓋)半導體硒(

selenium

),形成乙個」結「(

junction)

,做成了人類歷史上第乙個」陽光電池「(

solar cells

),可以在光的照射下」生電「,但是,光電轉換效率還不到

1%。這是很了不起的進步,雖然製作成本很高。到了上世紀

30-50

年代,用銅及其氧化物代替了昂貴的**製作」陽光電池「,效率仍然不到

1%。直到

1954

年,採用半導體矽片製作」陽光電池「,其光電轉換效率才達到

6%的可用水平。到了上世紀

80年代後期,基於半導體矽以及稀有金屬鎵(

gallium

)的砷化物製作的」陽光電池「的轉換效率才到到

20%的實用水平,但是,製作成本確實太高了,大規模使用,各方面都」接受不了「。

對於陽光(併網)發電,美國能源部(

doe)很「撓頭」,決心想辦法解決這個問題。

2010

年,美國

doe重金獎勵、資助各種利用太陽能的研究專案,力求在

2020

年將太陽能發電的總成本再降低

75%,以便在美國境內大規模使用太陽能併網發電。(注:關於陽光電池的原理,且聽下回分解。)

說明:國內關於陽光電池的商業宣傳有些不實之詞,不符合實際。

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