# 太阳能板：阳光如何变成电

阳光照到太阳能板上如何一层层穿过、在硅片中敲出电子并形成电流，一步步看清光怎样变成电。

By cosmic\-fox\-0f21ea73

Topic: Energy

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## Transcript

### 1. 太阳能板：阳光如何变成电

阳光照在这块太阳能板上，旁边的小灯就亮了。板上没有一个会动的零件，也不烧任何燃料。我们一起跟着一束阳光，看看它是怎样变成电的。

在空白处拖动可以转动画面，捏合或滚动可以拉近拉远。

### 2. 60 片电池片

仔细看，这块板由 60 片电池片拼成，排成 6 行、每行 10 片。每片都是一薄片硅，就是沙子里也有的那种元素。正在发亮的那一片，就是我们接下来要放大的。

一片电池片大约 15\.6 厘米见方，厚度却只有约 0\.2 毫米，和两三张纸差不多。

### 3. 一层一层叠起来

把电池板拆开，能看到好几层：最上面是坚固的钢化玻璃，中间是电池片，上下各裹一层透明的胶膜，最底下是白色的背板，四周用铝框夹紧。玻璃和胶膜让阳光透进来，又挡住雨水和灰尘。

前面的玻璃约 3\.2 毫米厚，能让九成以上的阳光通过。

### 4. 光子敲出电子

阳光由一个个小小的能量包组成，叫作光子。光子钻进硅里，把能量交给一个电子，让它挣脱出来。电子离开后留下一个空位，叫作空穴，它就像一个带正电的小泡泡。

光子并不会变成电子，它只是把能量交给硅里本来就有的电子。

### 5. 一条单行道

电池片的上层和下层掺了不同的微量元素，上层叫 N 型硅，下层叫 P 型硅。两层交界的地方有一个看不见的电场。它像单行道一样，把电子推向上面的银色细线，把空穴推向底部的金属层。

两层交界的地方叫作 PN 结。没有它，电子和空穴很快又会碰在一起，能量就白白变成了热。

### 6. 电子绕一大圈

电子被收集到银线里，却没法从原路回去，只好沿着导线走一大圈，穿过小灯，再回到电池片背面。这样不停流动的电子就是电流，它让灯亮了起来。试着把云朵拖到太阳前面，看看灯会怎样。

电子并没有被用掉，它们一圈一圈地循环，被搬运的是能量。

### 7. 串起来，力气更大

一片电池片只能产生约 0\.6 伏的电压，比一节干电池还低。所以 60 片电池片一片接一片地串起来，电压加在一起，约有 36 伏。家里用电之前，还要用逆变器把这种直流电变成交流电。

电压可以想成推动电子前进的力气。串联就像很多人排成一队，一起往前推。

### 8. 阳光去了哪里

照到板上的阳光，大约只有五分之一变成了电，其余大多变成了热，或者被反射掉。即使这样，一块板在晴天正午也能发出约 400 瓦的电，而且能安静地工作 25 年以上。

电池板需要的是光，不是热。阴天也能发电，只是少一些；太热的时候效率反而会下降。