walker 發問時間: 科學其他:科學 · 2 0 年前

有關太陽能發電?

太陽能發電的原理為何?

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  • 2 0 年前
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    太陽能產電原理

    愛因斯坦(1879-1955,有史以來少數幾位最傑出物理學家之一)大學畢業之後,原想進一步修讀博士課程,卻因成績不佳被拒,他索性工餘自行鑽研物理學,終於單憑光電效應論文獲取博士學位,後來更以此論文獲諾貝爾物理學獎;而愛因斯坦最震驚世界的發現則在相對論和原子能等兩方面。

    太陽能電池板正好是應用光電效應原理於電力生產上。陽光照射到金屬的表面上時,部份光子會擊中金屬原子,光子的部份能量轉化為提升原子外層電子的位能,使該電子從原子中遊離出來,另一部份能量則轉化為該電子從原子中飛脫出來的動能。遊離出來的電子具有負電場,在導體之內形成負電壓,故此會流向電位相對較高(又即負值較低)的區域,若能夠適當地將之加以調控,即可以做成供人類應用的電能。

    非晶體太陽能電池板的構造和工作原理:

    在玻璃片上塗上兩層薄薄的半導體塗層,一層為N型半導體,另一層為P型半導體,此兩半導體層各自接上導線,即成為非晶體太陽能電池板。

    N型半導體混入了最外層有五顆電子的雜質原子於最外層有四顆電子的矽或硅半導體之內,此種安排令到雜質原子的最外層電子的狀況與金屬的最外層電子的狀況相近似,在光子的撞擊之下會遊離出來;但它與金屬不同的地方,是它不可以讓外來的電子在N型半導體之內自由走動。P型半導體則混入了最外層只有三顆電子的雜質原子於最外層有四顆電子的矽或硅半導體之內,此種安排令到雜質原子的最外層電子與絕緣體的最外層電子的狀況相近似,在光子的撞擊之下也不會遊離出來,但P型半導體與絕緣體不同的地方,是它可以讓外來的電子在P型半導體之內自由走動。結果,在光線照射之下,N型半導體之內的電子被擊出,但都馬上跳到P型半導體之內而不可以退回,形成單向導電,令到N型半導體一面構成正電壓,P型半導體一面構成負電壓,於是乎發揮出與電池一樣的功能。

    晶體與非晶體太陽能電池板:

    在猛烈陽光底下,單晶體式太陽能電池板較非晶體式能夠轉化多一倍以上的太陽能為電能,但可惜單晶體式的價格比非晶體式的昂貴兩三倍以上,而且在陰天的情況下非晶體式反而比晶體式能夠收集更多太陽能。所以,除非受到每單位面積產電功率的限制,否則的話,使用非晶體式太陽能電池板為更加化算的投資。尤其是在香港,空氣污染正日趨嚴重,令到本港陰天的時間逐年增加。

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