探索太阳能电池的奥秘

探索太阳能电池的奥秘

现在，在许多居民楼的屋顶都可以看见一排排人字形的太阳能热水器，成为城市空中一道独特的风景线。安装了人阳能热水器以后，家里的热水“滚滚来”，方便快捷，还可以省下不少煤气费、电费。利用太阳能获得热量，只是人类开发和使用太阳能资源的一种方式。太阳能作为地球上取之不尽、安全洁净的能源，已经成为人们关注的焦点。

在人类社会工业化的进程中，地球上大量的不可再生能源如煤炭、石油等即将耗尽，并且造成了严重的环境污染，于是，人们把目光投向了每天给予我们光明和温暖的太阳。据测算，太阳每秒钟向四周辐射的能量约380亿亿亿焦耳，而地球表而吸收它的能量仪20亿分之一，换算成电能，每年为60亿亿千瓦小时，相当丁全球年消耗总能量的2000倍，可谓“取之不尽，用之不竭”。

除了太阳能的热利用，人们还利用太阳能来发电。一般我们把将人阳能转换成电能的装置称为太阳能电池。在太空中运行的人造卫星，不可能“背上”一大堆的普通电池来供电，而是安装一些薄如纸板的太刚能电池来源源不断地提供电能。在北京天安门广场上新出现的太阳能交通信号灯和上海松江街头新亮起的太阳能路灯，与普通信号灯、照明灯相比，更环保、节电，而且因为其具有蓄电功能，在阴雨天及晚上也能正常工作。目前，国外一家公司还推出了带有超薄和超轻太阳能电池的一系列移动产品，如调频收音机、CD播放机、无线耳机、掌上电脑等，让你边走边用，不必担心电被用完。

设想一下，如果我们在屋顶上排满太阳能电池板，不就可以实现家中用电的自给吗？答案是肯定的。但是目前，太阳能电池在世界范围内年发电量不过几个兆瓦。为什么太阳能电池在较其他能源有众多优势的情况下，仍不能得到普及呢？主要原因是成本太高。太阳能发电的战本大约是生物质发电（沼气发电）的7～12倍，风能发电的6～10倍。现在市面上一块1平方分米的普通太阳能硅电池能提供1瓦的输出功率，价格在40元人民币左右。正是这个价格，使它还不能普及。

为什么太阳能电池的成本会如此之高呢？主要是制作太阳能电池的材料问题。太阳能电池是由半导体组成的。硅是最理想的太阳能电池材料，目前市场上80%以上的太阳能电池都是用硅制成的，其中又分为单晶硅、多晶硅、非晶硅。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟，但由于单晶硅材料价格及相应的工艺繁琐，单晶硅成本价格居高不下，难以实现太阳能发电的大规模普及。随着新材料的不断开发和相关技术的发展，以其他材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。低成本、可大规模生产的、用于制作＿太阳能电池的新材料，主要有多晶硅、人面积薄膜非晶硅、化合物半导体如砷化镓、碲化镉等。当这些材料制作廉价太阳能电池的技术取得突破后，利用太阳光来发电这项新技术就将获得广泛应用，从而缓解电力的短缺。

太阳能电池受到阳光或灯光的照射产生电流的奥秘在哪儿呢？原来，太阳能电池的表面由两个性质各异的部分组成的。当太阳能电池板受到光的照射时，能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方。为了使太阳能电池尽可能多的吸收太阳光，将光能转变为电能，一般在它的上面都蒙上了一层防止光反射的膜，使太阳能电池的表面呈蓝紫色。

小小一块太阳能电池可以帮助我们人类在地球上千秋万代地生存下去。科学的奥秘是无穷无尽的，等待着我们去发现，去探索。