3小時讀通太陽能電池

　　太陽能電池如何製造？太陽能如何轉換為電能？
　　家庭如何安裝太陽能電池系統？節餘電力如何賣給電力公司？
　　未來發展會是化合物太陽能電池，還是有機太陽能電池？
　　日本．德國．美國的太陽能電池發電規模，是否可取代核能？

　　太陽能電池，會是乾淨無污染發電的答案嗎？

　　太陽能電池是將太陽光能量轉換為電能的裝置。由於能量來自太陽，不需要任何燃料，也不會排放廢棄物。從環保觀點來看，沒有比這更理想的裝置設備！

　　本書依序說明太陽能電池的過去、現在與未來。以及一般人最關心的，在家庭安裝上，如何取得政府資源補助，可以供給多少發電，如何賣電給電力公司，安裝太陽能電池之前所需具備的所有設備及維修知識，有趣的半導體發電原理，都盡在本書中。

　　由國立台科大教授楊錦懷博士審訂，增補台灣太陽能電池裝設與發展現況。

作者簡介

齋藤勝裕

　　1945年5月3日出生。1974年修畢日本東北大學研究所理學研究科博士課程，現任名古屋工業大學研究所工學研究科教授。理學博士，研究領域為有機化學、物理化學、光化學、超分子化學。

　　主要著作為有【絕對能懂】系列16 冊、【終極版！簡單的化學】系列3冊（講談社）、【瞭解化學】系列7冊、【瞭解有機化學】系列2冊（東京化學同人）、【專為理工科系學生寫的化學】系列3 冊、【圖解雜學】系列4冊（Natsumesha）、【Step up大學化學】系列2冊（裳華房）、《不需要數學的分子軌道論》（化學同人）、《環境—重點在這裡》（三共出版）、《認識分子的功能10話》（岩波書店）、《用美麗木紋畫出彩色版畫》（日貿出版）等。世茂近期出版有《3小時讀通稀有金屬》《3小時讀通有機化學》。

審訂者簡介

楊錦懷

　　國立台灣科技大學營建工程系暨研究所 教授

　　國立台灣大學博士，太陽能與節能建築團隊主持人，專長為建物一體太陽能光電、太陽能節能玻璃、奈米光觸媒、綠建材技術。自2008年起研發「太陽能節能玻璃」，並實際運用在台北花博美國館、台北捷運大安森林公園站等，Discovery頻道在2011年《科技新亞洲》節目中專題報導。

譯者簡介

李漢庭

　　1979年生，畢業於國立海洋大學電機系，自學日文小成。2003年進入專利事務所開始從事翻譯工作，2006年底開始從事書本翻譯。領域從電機專利文件乃至於生活小常識、醫學科技等的中日對譯，樂於在工作中吸收新知識。目前嚐試將作品觸角延伸到特殊造型與影像創作，往後仍希望能接觸更多領域，增加知識廣度，同時磨練文筆。譯有《3小時讀通奈米科技》、《圖解有趣的設計心理學》（世茂出版）、《3年300人超速人脈養成術》（智富出版）、《有機神話的謊言》（世潮出版）等。

第1章 太陽能電池是什麼？
太陽能電池，就是使用太陽光發電的裝置。
外形為10cm平方的黑色玻璃，由數十片排成黑色平板狀。
安裝之後，可持續發電20~30年。
生產電力可供家庭使用，若有剩餘電力還可賣給電力公司。

1-1 太陽能電池的外型？
太陽能電池是熱門話題，幾乎每天都能在報紙與電視上找到太陽能電池這個名詞。
那麼，太陽能電池究竟是什麼？
1 太陽能電池的外觀
沒親眼看過太陽能電池，你應該也在電視、網路上看過太陽能電池車吧。這些車的外型設計，大多是有如蟑螂般扁平的概念車，上面貼滿了黑色方格板。
這些黑色平板，就是太陽能電池。正確來說，是太陽能電池的集合體。每一片方型黑色平板，就是一塊太陽能電池。太陽能車上的太陽能電池是實驗作品，為了追求輕巧、高效能而特別訂做。不過，一般家庭屋頂上所安裝的太陽能電池，和太陽能車上的電池實際上並沒有太大差別。

2 太陽能電池的形狀與顏色
基本上，太陽能電池長得像玻璃或磁器，可以製成任何大小與形狀，但最常見的還是邊長10cm左右的正方形，且四角稍微切成斜邊，這樣一片稱為「單元」（cell），又稱為「模組」。顏色通常為黑色，但不同種類，顏色也稍有差異。
將數十個太陽能電池單元排列起來，稱為模組（module），也是一般使用的單位。因此如果一般家庭要在屋頂上安裝太陽能電池，就會在屋頂上安裝數十片黑色平板模組。當光線照射到太陽能電池模組，就會產生電力，提供家中電器用品使用。



1-2 太陽能電池的功用？
太陽能電池，是將太陽光能轉換為電能的裝置。如前一節所述，太陽能電池的外型有如薄板，只要放在能照到陽光的地方即可。

1 發電所需的協助
太陽能電池在發電的過程中，住戶完全不需進行其他動作。只要請專家在屋頂、牆壁等能照到陽光的部分將太陽能電池裝置完成即可。接著只需要等待，太陽能電池自然就會發電。各個時段的發電量會顯示在計量表上，只要看表就可知目前是「喔！現在發電發很大！」，還是「好像沒什麼太陽。」完全不需要動手做些什麼。

2 電力用途
太陽能電池所產生的電力，可直接供應家庭使用。但由於太陽能電池所產生的是直流電，必須透過直交流轉換器，才能轉換為一般家庭電器所使用的交流電。
而且，太陽能電池是將太陽光轉換為電能的裝置，因此晴朗無雲的日子，陽光充足，發電量就多；陰雨綿綿的日子，發電量就少。因此還需要仰賴電力公司的供電，才不會影響日常生活。

3 電力販賣
在烈日當空的夏季，發電量有可能超過當天用量，這時您可以將節餘電力賣給電力公司，電力公司與政府會決定收購價格。因此有安裝太陽能電池的家庭，不僅可透過太陽能發電來節約電費，更可以轉賣多餘電力，增加收入。而這些收入，可加速回收太陽能電池的安裝成本。


1-3 太陽能電池壽命無限嗎？
太陽能電池並不便宜。如果花大錢安裝完成，沒多久就損壞，那可不妙。太陽能電池有多少壽命呢？可以使用多久？現在我們就來認識它。

1 太陽能電池的構造
如果分解乾電池，可以發現它由外側的金屬（鋅）容器（圓筒／陰極），碳棒（陽極），黑粉（二氧化錳等）等要素所構成。由此可見，乾電池是由各種材料所組成，呈現相當複雜的結構。
但太陽能電池則不同，構造極為單純，就像瓷器、玻璃一樣。太陽能電池是用玻璃和金屬包住矽所構成的金屬薄板，由於不是機械，沒有活動的部分，因此不容易故障。

2 太陽能電池的壽命
那麼太陽能電池究竟有多久的壽命呢？前面提過，太陽能電池就像玻璃或瓷器，只要不摔破，理論上壽命幾乎接近永遠。
目前的太陽能電池源自西元1955年，不過才五十年的歷史。早期的太陽能電池屬於實驗階段，結構較脆弱，因此，未來的太陽能電池能有多少壽命還不能確定。
不過，根據資料顯示，大約20年前所製造的太陽能電池，如今仍可維持生產時90%的效率。而且，現代的產品性能比二十年前更進步，壽命也更長，因此推斷至少能維持三、四十年的產品壽命。