太阳能板:阳光变电
晒晒太阳就能发电,太阳能板怎么把光变成电?

太阳每天给地球送来巨大的能量,可惜大部分都浪费了。太阳能板能把阳光直接变成电,不烧煤、不冒烟、不要燃料。屋顶铺几块板,就能给家里供电。太阳能是最干净的能源之一,越来越多的家庭、工厂、甚至卫星都用它。今天我们看看,太阳能板怎么把光变成电。
你知道吗
你知道吗?地球一小时接收的太阳能,比全人类一年用的电还多!只要利用一点点,就够全世界用。问题是怎样便宜高效地收集它。
光电效应的小魔法
太阳能板用了一种叫“光伏效应”的原理。板子是用硅做的,硅是一种半导体。阳光照在硅上,光子(光的微粒)会把硅里的电子“撞”出来。电子平时被束缚着,撞出来后,板子内部结构让电子只能往一个方向跑,就形成了电流——光就变成了电!这个原理是爱因斯坦解释的,他还因此得了诺贝尔奖。
一块太阳能板由很多小“电池片”组成,每片只能发一点点电,串并联起来就能发更多。板的效率现在大约 20%——就是 100 份阳光能变成 20 份电,其余变成热散掉了。科学家在研究新材料(如钙钛矿),希望效率更高、成本更低。太阳能板寿命很长,能用 25 年以上,几乎不用维护。
- 光伏效应:光子撞出电子形成电流
- 太阳能板用硅(半导体)做成
- 现在效率约 20%
- 能用 25 年以上,几乎免维护
- 太阳能是最干净的能源之一
太阳能的好处是干净、免费、用不完。但也有局限:晚上和阴天发不了电,所以要配电池储存。沙漠里阳光多,可以建大太阳能电站;屋顶装板,自己发电自己用,多的还能卖给电网。中国是世界上太阳能板产量最大的国家,让太阳能越来越便宜。未来,太阳能可能成为主要的电力来源。
动手试试
动手玩:找一个太阳能小玩具(或计算器,有的有太阳能板)。在太阳下让它工作,再用手遮住板子,看它是不是停了。用不同东西遮(透明塑料、有色玻璃),看哪种还能发电。再想想:为什么太阳能板要朝南(在北半球)?因为太阳偏南,朝南照得多。把太阳能板的“光变电”过程画出来,想想它和植物光合作用的相似处。
阳光是最大的发电厂。——发明小语

