3小時讀通太陽能電池

 

隨著政府力推以再生能源為發展重點的能源政策之際，光電產業龐大的商機因此在台南延伸出社會版的新聞事件。絕大多數人講到太陽能，腦中印象多半就是一片有如鏡面的太陽能電池，多的，也就什麼都說不出來了。「3小時讀通太陽能電池」正是彌補你我在太陽能發電議題中的知溝(知識鴻溝)，從最基本的發電原理一直到宏觀的產業前景，和太陽能發電相關的資訊，都濃縮在這本不到三百頁的書裡。

細心觀察，在今日太陽能面板幾乎無所不在，誰又能想像它背後所依靠的發電原理，是人類科技發展的點滴結晶。電流就是原子核外圍的電子雲中的自由電子在流動，而太陽能發電則是運用電子殼層傾向封閉結構的特性，來操作電子成為自由電子。原子是電中性，接收多餘電子會成為陰離子(電子帶負電)，失去電子則成為陽離子，藉由陰陽兩離子的配對，可以人為地創造出流動電子，就是「發電」。光是發電就是得明瞭原子的運作規則，才能設計、實作出穩定可靠的發電機制，太陽能發電也是如此。

熱、光、電都是能源，只要找到適合的做法，依照能量守恆定律，能源的性質將可以相互轉換。也因此，太陽光在照射在太陽能電池時，對電池裡的原子添加光能，讓電子進入激發態(升至上一層的電子殼層)，當電子從激發態恢復到基態時，就會釋放出電能。透過人為製造出的n型半導體與p型半導體的相互連結，取得源源不絕的太陽能為人類所用，這個實踐應用了物理、化學累積至今的種種發現，可說是人類科研成果集大成的展現！

為了追求最大的能量轉換率，矽太陽能電池一直是主流技術。然而太陽能電池必須使用高純度的矽，成為了一種資源瓶頸和經濟限制。然而材料科學不斷發展進步的推力下，基於非矽結晶的各種太陽能電池也展露頭角，化合物電池、有機染敏和量子點電池都是未來值得關注的項目。老實說，只要書名上有「OO小時」學會/通讀，那多半是騙人的，要看完這本書絕對會花上超過三小時，但它保證可以讓你對「太陽能」建立起初階的知識，做為你未來在面對能源議題的判斷時一個扎實良好的基礎。