定 價(jià)：32 元
叢書(shū)名：“形形色色的科學(xué)”趣味科普叢書(shū)
- 作者：(日)佐藤勝昭著
- 出版時(shí)間：2012/7/1
- ISBN：9787030347114
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類(lèi)：TM914.4-49
- 頁(yè)碼：181
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開(kāi)本：16K
在我們生活的世界中，各種各樣形形色色的事物和現(xiàn)象，其中都必定包含著科學(xué)的成分。在這些成分中，有些是你所熟知的，有些是你未知的，有些是你還一知半解 的。面對(duì)未知的世界，好奇的你是不是有很多疑惑、不解和期待呢？！“形形色色的科學(xué)”趣味科普叢書(shū)，把我們身邊方方面面的科學(xué)知識(shí)活靈活現(xiàn)、生動(dòng)有趣地展 示給你，讓你在暢快閱讀中收獲這些鮮活的科學(xué)知識(shí)！ 金色的陽(yáng)光帶給人們光明和溫暖，也把能量源源不斷地傳遞給地球。作為自然能源中被人們寄予厚望的新能源，你對(duì)太陽(yáng)能有怎樣的了解呢？太陽(yáng)能電池的原理和應(yīng) 用、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、相關(guān)的半導(dǎo)體知識(shí)……就讓佐藤勝昭編著的《金色的能量——太陽(yáng)能電池大揭秘》這本書(shū)為你解密陽(yáng)光中的無(wú)窮能量吧！ 《金色的能量——太陽(yáng)能電池大揭秘》適合青少年讀者、科學(xué)愛(ài)好者以及大眾讀者閱讀。
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一直以來(lái)自然能源中最受矚目的非太陽(yáng)能莫屬，然而太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換技術(shù)卻一直開(kāi)發(fā)不足。開(kāi)發(fā)高效低耗的太陽(yáng)能電池日益重要，于是越來(lái)越多的人投入到太陽(yáng)能電池的研發(fā)中。怎樣讓普通讀者也可以理解這種新能源技術(shù)呢？ 佐藤勝昭編著的《金色的能量——太陽(yáng)能電池大揭秘》針對(duì)有志于研究太陽(yáng)能電池的學(xué)生以及在其他領(lǐng)域工作的人們，用圖解的方式由淺入深地介紹了這一被人們寄予厚望的新能源技術(shù)。
佐藤勝昭，1942年生于日本兵庫(kù)縣。1966年京都大學(xué)研究生院工學(xué)研究專(zhuān)業(yè)碩士課程結(jié)業(yè)。工學(xué)博士。1966年加入日本廣播協(xié)會(huì)（NHK），1984 年擔(dān)任東京農(nóng)工大學(xué)工學(xué)部助教、1989年任教授、2005年任副校長(zhǎng)，2007年被授予名譽(yù)教授。2007年擔(dān)任日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）戰(zhàn)略創(chuàng) 造研究推進(jìn)事業(yè)研究負(fù)責(zé)人、應(yīng)用物理學(xué)會(huì)高級(jí)研究員。著有《鍛煉理科能力Q&A》（Science i新書(shū)）、《光與磁》（朝倉(cāng)書(shū)店），《應(yīng)用電子物性工學(xué)》（Corona出版社，合著）、《應(yīng)用物性》（OHM社）、《半導(dǎo)體物性Q&A》（講談 社）等。1994年開(kāi)始在家安裝太陽(yáng)能電池，并公布其15年的數(shù)據(jù)。坂本紀(jì)子（Design Studio Palette）美術(shù)指導(dǎo)。
目錄
第1章 太陽(yáng)光和太陽(yáng)能電池（入門(mén)篇） 001
001 太陽(yáng)能電池時(shí)代來(lái)臨①南極冰山證實(shí)了C02劇増 002
002 太陽(yáng)能電池時(shí)代來(lái)臨②可再生能源中最容易獲取的能源 004
003 照射到地球表面的太陽(yáng)光能量——1.37kW/m2 006
004 地球每年從太陽(yáng)獲得的能量相當(dāng)于1000億噸石油 008
005 太陽(yáng)光中含有不可見(jiàn)光 太陽(yáng)光譜① 010
006 太陽(yáng)光中含有不可見(jiàn)光 太陽(yáng)光譜② 012
007 隨著季節(jié)、時(shí)間、氣候變化的太陽(yáng)光能量 014
008 追溯太陽(yáng)能電池的歷史 起源于19世紀(jì) 016
009 利用半導(dǎo)體將光能轉(zhuǎn)換為電能 018
010 太陽(yáng)能電池中的pn結(jié)二極管 020
011 太陽(yáng)能電池板中pn結(jié)二極管的功能 022
012 如何求轉(zhuǎn)換效率？ 024
013 太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率為何達(dá)不到100% 026
014 太陽(yáng)能電池板（太陽(yáng)能電池組件）由多個(gè)單元電池組成 028
015 —塊太陽(yáng)能電池板（太陽(yáng)能電池組件）能發(fā)多少瓦電 030
016 太陽(yáng)能電池并不喜歡夏日剌眼的陽(yáng)光 032
017 太陽(yáng)能電池不能直接接入家庭用電 直流和交流 034
COLUMN 為何使用交流方式輸送電力 036
第2章 太陽(yáng)能電池關(guān)鍵技術(shù)（中級(jí)篇） 037
018 制備太陽(yáng)能電池時(shí)所使用的各種技術(shù) 038
019 高品質(zhì)單晶硅生長(zhǎng)方法 區(qū)域提純法和提拉法 040
020 多晶掛鑄鏈 042
021 晶體桂和薄膜桂太陽(yáng)能電池的制作過(guò)程完全不同 044
022 砷化鎵單晶采用凝固方法制造 046
023 透明電極像金屬一樣能導(dǎo)電是由氧缺陷所致 048
024 盡可能將更多的光導(dǎo)入半導(dǎo)體① 防反射膜的作用 050
025 將盡可能更多的光導(dǎo)入半導(dǎo)體② 改善防反射膜的方法 052
026 不同波長(zhǎng)的角色分配多結(jié)串聯(lián)電池 054
027 使用透鏡或平面鏡匯 聚光線聚光型太陽(yáng)能電池 056
COLUMN 用數(shù)據(jù)說(shuō)話：太陽(yáng)能發(fā)電的真相①一天中發(fā)電量的變化058
第3章 從太陽(yáng)能發(fā)電組件到太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)（中級(jí)篇） 059
028 太陽(yáng)能電池板（太陽(yáng)能電池組件）的制造過(guò)程 060
029 太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)中使用的人工光源日光模擬器 062
030 建材型太陽(yáng)能電池① 根據(jù)安裝方式分類(lèi) 064
031 建材型太陽(yáng)能電池② 建材型的性能要求 066
032 將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的裝置逆變器的工作原理 068
033 對(duì)太陽(yáng)能電池的輸出進(jìn)行并網(wǎng)系統(tǒng)連接 070
034 貢獻(xiàn)出您家的屋頂?shù)赜蚣行吞?yáng)能發(fā)電 072
035 雨后春算般的兆瓦級(jí)光伏電站 074
036 智能電網(wǎng)帶來(lái)的電力革新 076
COLUMN 用數(shù)據(jù)說(shuō)話：太陽(yáng)光發(fā)電的真相②雨天也能發(fā)電 078 )
第4章 形形色色的太陽(yáng)能電池（高級(jí)篇） 079
037 太陽(yáng)能電池材料的變革①太陽(yáng)能電池的分類(lèi) 080
038 太陽(yáng)能電池材料的變革②太陽(yáng)能電池的比較 082
039 各有千秋丨 半導(dǎo)體的吸收光譜 084
040 占市場(chǎng)份額75%的晶體硅太陽(yáng)能電池① 086
041 占市場(chǎng)份額75%的晶體硅太陽(yáng)能電池② 088
042 轉(zhuǎn)換效率高的晶體硅單晶硅太陽(yáng)能電池 090
043 與單晶掛相比轉(zhuǎn)換效率低、成本也低的多晶硅太陽(yáng)能電池092
044 轉(zhuǎn)換效率低但成本更低的硅薄膜太陽(yáng)能電池① 094
045 轉(zhuǎn)換效率低但成本更低的硅薄膜太陽(yáng)能電池② 096
046 轉(zhuǎn)換效率低、成本更低的硅薄膜太陽(yáng)能電池③ 098
047 活躍于太空中的Ⅲ-V族化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池 100
048 Ⅲ-V族化合物半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和原子結(jié)合 102
049 轉(zhuǎn)換效率為40%的混晶Ⅲ-V族化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池 104
050 因低成本而迅速普及的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池 106
051 CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) 108
052 CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)與特性 110
053 有機(jī)化合物與碳共同作用發(fā)電的有機(jī)太陽(yáng)能電池 .112
054 通過(guò)二氧化鈦與染料來(lái)發(fā)電——染料敏化太陽(yáng)能電池…… 114
COLUMN 用數(shù)據(jù)說(shuō)話：太陽(yáng)光發(fā)電的真相③太陽(yáng)能電池的發(fā)電量會(huì)逐年減少嗎? 116
第5章 應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體入門(mén)（高級(jí)篇） 117
055 金屬的光電效應(yīng)無(wú)法應(yīng)用于太陽(yáng)能電池 若不施加高電壓就無(wú)法獲取光電流 118
056在半導(dǎo)體單體上無(wú)法制成太陽(yáng)能電池 光生電需要與半導(dǎo)體相連接 120
057 半導(dǎo)體與金屬、絕緣體的不同之處 122
058 帶隙決定半導(dǎo)體的電學(xué)性質(zhì) 124
059 帶隙決定半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì) 126
060 有機(jī)物的分子軌道與半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的差異 以染料敏化太陽(yáng)能電池為例 128
061 原子聚集形成固體時(shí)就出現(xiàn)了能帶 130
062 電子具有一定的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律——費(fèi)米分布 132
063 雜質(zhì)摻雜①n型半導(dǎo)體和施主能級(jí) 134
064 雜質(zhì)摻雜②摻雜半導(dǎo)體的載流子密度與溫度之間的關(guān)系 136
065 雜質(zhì)摻雜③p型半導(dǎo)體的空穴和受主能級(jí) 138
066 間接躍遷原理①?gòu)膭?dòng)量守恒定律的角度考慮 140
067 間接躍遷原理②從自由電子波數(shù)的角度考慮 142
068 間接躍遷原理③從周期性勢(shì)場(chǎng)中的電子波的角度考慮……144
069 間接躍遷原理④半導(dǎo)體的光吸收 146
070 硅為什么不是金屬卻有金屬光澤 148
071 半導(dǎo)體中的電子真的比自由電子質(zhì)量輕嗎？ 150
COLUMN 用數(shù)據(jù)說(shuō)話：太陽(yáng)光發(fā)電的真相④削峰效果？ 152
第6章 太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體器件入門(mén)（高級(jí)篇） 153
072 太陽(yáng)能電池是二極管的一種 二極管的起源是真空二極管 154
073 在pn結(jié)界面上形成的耗盡層和內(nèi)建電場(chǎng) 156
074 pn結(jié)二極管的正向特性 電流呈指數(shù)上升 158
075 pn結(jié)二極管的反向特性 電流很小，幾乎為零 160
076 通過(guò)改變背面電場(chǎng)（BSF)提高效率 太陽(yáng)能電池能帶的截面結(jié)構(gòu) 162
077 延長(zhǎng)少子壽命 鈍化 164
078 能帶間隙決定轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率的理論極限 166
COLUMN 能源回收期小于2年 168
第7章 太陽(yáng)能電池發(fā)展方向（高級(jí)篇) 169
079 進(jìn)一步降低太陽(yáng)能電池成本 如何降低材料、晶片的成本 170
080 進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率 172
081 有益于環(huán)境的太陽(yáng)能電池材料太陽(yáng)能電池的元素戰(zhàn)略 174
082 太陽(yáng)能發(fā)展計(jì)劃將太陽(yáng)能電池發(fā)的電送到世界各地 176
COLUMN 回顧生態(tài)住宅的15年 178
參考文獻(xiàn) 179
譯后記 181
太陽(yáng)能電池時(shí)代來(lái)臨①
南極冰山證實(shí)了CO2劇增
圖1所示的是南極冰床中儲(chǔ)存的CO2（二氧化碳）濃度與時(shí)間之間的
關(guān) 系 曲 線 ， 根 據(jù) 測(cè) 量 可 知 ，CO 2 在 1 8 世 紀(jì) 末 的 濃 度 大 約 是 2 8 0 p p m
（1ppm=1μL/L ），到20 世紀(jì)超過(guò)了300ppm ，從1960 年開(kāi)始急劇增加，進(jìn)
入21 世紀(jì)已經(jīng)超過(guò)350ppm 。2010 年日本氣象廳公布的數(shù)值顯示，該濃度
已經(jīng)達(dá)到390ppm 。
圖2是相同年代地球平均氣溫變化曲線，受到各種因素影響，在過(guò)去
100 年間全球溫度上升了0.74 ℃，由上可知，氣溫的變化趨勢(shì)與CO2濃度變
化曲線非常相似。
為什么CO2濃度增加會(huì)使地球環(huán)境溫度升高呢？這是因?yàn)榭諝庵械?nbsp;
CO2吸收了從地球放射到宇宙中的紅外線，地球仿佛成了一個(gè)巨大的塑料
大棚。英語(yǔ)中把它稱(chēng)為“green house effect ”，譯為“溫室效應(yīng)”。
CO2主要由煤、石油等化石燃料燃燒產(chǎn)生。在我們的日常生活中，做
飯、洗澡、使用暖氣時(shí)所需的電能，一半以上都是由火力發(fā)電供給的，因
此，人類(lèi)必須采取措施，減少CO2的排放。
2009 年1月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬修正了部分原有政策，提出了以建設(shè)低碳
社會(huì)為目標(biāo)的“綠色新政”。2009 年9月，當(dāng)時(shí)的日本首相鳩山由紀(jì)夫在聯(lián)
合國(guó)大會(huì)上承諾，日本將在2025 年之前把溫室氣體排放量減少25% 。
因此我們必須尋找化石燃料以外的新能源。作為化石燃料的替代
品，人們開(kāi)始使用核能發(fā)電，但是隨著2011 年由地震導(dǎo)致的核電站事故的
發(fā)生，核能發(fā)電的安全性重新引起世人擔(dān)憂。因此，人們今后將會(huì)更加關(guān)
注可再生能源。
● CO2會(huì)給地球帶來(lái)“溫室效應(yīng)”
● CO2主要由化石燃料燃燒產(chǎn)生
第1章 太陽(yáng)光和太陽(yáng)能電池（入門(mén)篇）
圖 1 大氣中CO2濃度隨時(shí)間變化曲線
圖 2 測(cè)量值隨時(shí)間的變化
圖中顯示的是在過(guò)去一萬(wàn)年時(shí)間里大氣中CO2
濃度的變化規(guī)律（圖中放大的小圖是1750年之
后的變化規(guī)律）。1960年以后的數(shù)據(jù)來(lái)源于南
極冰床中儲(chǔ)存的CO2測(cè)量值（不同顏色表示不
同的研究工作）。1960年以后的數(shù)據(jù)（紅線）
來(lái)源于空氣中CO2的測(cè)量值，由此可以看到從
1900年開(kāi)始，在最近的100年間CO2含量大幅
度上升
出處：IPCC 第四次報(bào)告書(shū)(2007)
10000 5000 0
截至2005年的時(shí)間
350
300
250
（ppm） 400
350
300
1800 1900 2000
CO2
濃
度
截至1900年，全球平均氣溫保
持在13.7℃±0.2℃范圍內(nèi)，在
截至2005年的100年間，全球
平均氣溫上升了0.74℃
藍(lán)點(diǎn)表示潮位計(jì)的數(shù)據(jù)，紅線
是經(jīng)人造衛(wèi)星測(cè)定的數(shù)據(jù)。我
們可以看出，在截至2005年的
100年間，海平面大約升高了
150mm
積雪面積在80年間一共減少了
200萬(wàn)km2，相當(dāng)于日本國(guó)土面
積的5倍
出處：IPCC 第四次報(bào)告書(shū)(2007)
14.5
14.0
13.5
40
36
32
4
150
100
50
0
50
0.5
0.0
0.5
0
4
（106km2） （106km2）
（mm）
（℃） （℃）
1850 1900
年份
1950 2000
（a）地球平均氣溫
（b）地球平均海平面高度
（c）北半球積雪面積
1961年與1990年的差值
氣溫
作為化石燃料的煤、石油、天然氣以及核燃料的鈾，都被稱(chēng)為枯竭
性能源。與此相對(duì)應(yīng)的，自然界中能夠反復(fù)使用，并且可再生速率比消耗
速率快的能源，都稱(chēng)為可再生能源。
可再生能源的基本源泉是太陽(yáng)和月亮。如圖1所示，太陽(yáng)能的利用可
以分為直接方式和間接方式，直接方式包括太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能電池
等，間接方式有通過(guò)水循環(huán)進(jìn)行的水力發(fā)電，風(fēng)循環(huán)進(jìn)行的風(fēng)力發(fā)電、帆
船行使等，除此之外，還有利用受惠于太陽(yáng)光生長(zhǎng)的植物進(jìn)行的生物質(zhì)能
發(fā)電和生物酒精制造等。另外，還有利用月球引力所引起的潮位變化來(lái)進(jìn)
行的潮汐發(fā)電、利用地球內(nèi)部巖漿產(chǎn)生的熱進(jìn)行的地?zé)岚l(fā)電等。
除水力發(fā)電之外的所有可再生能源都稱(chēng)為新能源。新能源總量?jī)H占
一次能源供給總量的3%。而且，其中50%是利用垃圾發(fā)電，直接利用太
陽(yáng)能發(fā)電方面的進(jìn)展不大。
本書(shū)所描繪的太陽(yáng)能電池，是以電能的形式輸出太陽(yáng)能，這種方式
比直接利用太陽(yáng)熱能更加方便。在光能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程中，主要利用的
是“光電效應(yīng)”半導(dǎo)體物理現(xiàn)象。有關(guān)詳細(xì)內(nèi)容將在（011）和第6章中進(jìn)
行具體解釋?zhuān)@里只做簡(jiǎn)單說(shuō)明。半導(dǎo)體是在IC芯片中使用的材料。經(jīng)光
照射后，材料中會(huì)產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。如果將這些正、負(fù)電荷進(jìn)行有序
分離的話，在外部回路中就能產(chǎn)生電能。在這個(gè)過(guò)程中需要制作一個(gè)特定
的結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)就是pn結(jié)二極管。半導(dǎo)體有p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體兩種
類(lèi)型，因此我們首先要理解的就是如何利用這兩種不同類(lèi)型半導(dǎo)體的結(jié)合
使電荷發(fā)生分離，利用光伏效應(yīng)輸出電流。
002 太陽(yáng)能電池時(shí)代來(lái)臨②
可再生能源中最容易獲取的能源
● 從大自然中產(chǎn)生，并且能夠再生的能源稱(chēng)為可再生能源
● 熱水器、太陽(yáng)能電池、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等都是由太陽(yáng)
光產(chǎn)生的能量
第1章 太陽(yáng)光和太陽(yáng)能電池（入門(mén)篇）
圖 1 太陽(yáng)等自然界中的可再生能源
圖 2 太陽(yáng)能電池的發(fā)電原理
名 詞 解 釋
一次能源 化石燃料、鈾、太陽(yáng)光等自然界中可以直接獲得的能源。電、煤氣、汽油等通
過(guò)加工獲得的能源稱(chēng)為二次能源
太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能電池都是直接利用太陽(yáng)光的設(shè)備。水力發(fā)電、
風(fēng)力發(fā)電、帆船等都是利用由太陽(yáng)光照引起的水、空氣循環(huán)的能量。
生物質(zhì)能發(fā)電和生物酒精利用的是在太陽(yáng)光照下生長(zhǎng)的植物
雨
風(fēng)
風(fēng)
風(fēng)力發(fā)電
太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能
熱水器
生物質(zhì)能發(fā)電
水力發(fā)電
生物酒精
上升氣流
當(dāng)太陽(yáng)光照射在半導(dǎo)體表面上時(shí)，正、負(fù)電荷發(fā)生結(jié)合，此時(shí)
不能產(chǎn)生電流（如左圖所示）。如果內(nèi)部有pn結(jié)存在的話，可
以將正、負(fù)電荷分離，此時(shí)就可以產(chǎn)生電流（如右圖所示）
正電荷 負(fù)電荷
半導(dǎo)體
+ -
p型半導(dǎo)體 n型半導(dǎo)體
半導(dǎo)體pn結(jié)
+
+
光 光 光
光 光 光
照射到地球表面的太陽(yáng)光
能量――1.37kW/m2
太陽(yáng)能電池是通過(guò)接收太陽(yáng)光來(lái)發(fā)電的裝置，因此，在學(xué)習(xí)太陽(yáng)能
電池基礎(chǔ)知識(shí)之前，我們需要先估算一下太陽(yáng)光中蘊(yùn)含能量的大小。這將
對(duì)學(xué)習(xí)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算有所幫助。
首先，讓我們來(lái)計(jì)算一下太陽(yáng)光照射在1m2（平方米）地面上會(huì)產(chǎn)生
多少能量。太陽(yáng)是半徑為6.96×103km 的氣體天體，太陽(yáng)中的氫原子通過(guò)核
聚變轉(zhuǎn)化成氦原子，在這個(gè)過(guò)程中釋放出巨大的熱能。太陽(yáng)表面溫度很
高，1s( 秒)放射出來(lái)的光的能量是3.85×1026J（焦耳）。假設(shè)照射在地球大
氣圈外的能量密度為P ，太陽(yáng)能平均分布在以太陽(yáng)為中心、半徑為
1.496×1011m2的球面上，則
3.85×1026W
P=
4π×(1.469×1011m)2
≈1.37kW/m2
我們把它稱(chēng)為太陽(yáng)常數(shù)。
照射在地球表面的太陽(yáng)光，在穿過(guò)大氣層的時(shí)候，部分能量被大氣
層中存在的氮?dú)�、氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氣體分子吸收，使到達(dá)地球
表面的太陽(yáng)光能量密度比大氣層外的P值小。太陽(yáng)光穿透空氣的量稱(chēng)為
AM ，所以在大氣圈外是AM-0 ，從天空垂直入射時(shí)是AM-1 ，在中緯度地
帶（赤道區(qū)域），考慮到太陽(yáng)光要穿透大氣層的1.5 倍，所以稱(chēng)為AM
1.5 。AM-1.5 的太陽(yáng)光能量密度大約是1kW/m2。
如果太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率是100% 的話，光照射在1m2面積上就可以
獲 得 1 k W 的 電 能 。 而 家 庭 中 實(shí) 際 使 用 的 太 陽(yáng) 能 電 池 轉(zhuǎn) 換 效 率 是
10%～20% ，所以一塊邊長(zhǎng)為1m 的正方形太陽(yáng)能電池板上可以獲得的太陽(yáng)
能是100～200W 。
003
● 地球大氣圈外照射的太陽(yáng)能量密度P是1.37kW/m2
● 由于大氣層對(duì)太陽(yáng)光的吸收，到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能量密
度大約是1kW/m2
第1章 太陽(yáng)光和太陽(yáng)能電池（入門(mén)篇）
圖1 照射在地球上的太陽(yáng)光能量計(jì)算
圖 2 到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光能量計(jì)算
名 詞 解 釋
能量和功率 能量[單位為焦耳(J)]的流動(dòng)稱(chēng)為功率[單位為瓦特(W)]。1s內(nèi)通過(guò)1J的能量，
功率為1W（1J/s）
太陽(yáng)每秒鐘釋放能量3.85×1026J
到達(dá)地球的太陽(yáng)光能量（太陽(yáng)
常數(shù)）是1.37kW/m2
這是 AM-0 的能量密度
到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光能量密度
大約是1kW/m2
太陽(yáng)到地球的距離是1.496×1011m
41.8°
進(jìn)入大氣層之前的太陽(yáng)
光能量稱(chēng)為AM-0，大約
是1.37kW/m2
當(dāng)以傾斜角41.8°照射地球
表面時(shí)稱(chēng)為AM-1.5，能量
密度是1kW/m2
垂直照射地球表面的
時(shí)候稱(chēng)為AM-1，能量
密度大約是1.1kW/m2
地 表
太陽(yáng)光穿過(guò)大氣層時(shí)產(chǎn)生衰減，由于太陽(yáng)光穿過(guò)中緯度時(shí)
所通過(guò)的距離大約是低緯度時(shí)的1.5倍，所以衰減量更大
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