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。

前言

　　近來，太陽能電池可說是眾所矚目。本書的寫作意圖，正在於簡單明瞭地解答一個單純的問題：「什麼是太陽能電池」？

　　我想不少理工白癡，別說是太陽能電池，就連一般乾電池都不瞭解。因此希望有更多人能享受這本書的樂趣。若有人希望在自己家中安裝太陽能電池，本書可以幫助您掌握太陽能電池的基礎知識；若已經有一定程度的理解，本書也能幫助各位確認、整理既有的知識。

　　太陽能電池正如其名，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。若以環保觀點來看，相信沒有比這更理想的裝置。

　　此外，太陽能電池完全沒有活動零件。完成之後就像一塊玻璃或瓷器，在安裝完成後，十幾年什麼都不用做，它就會靜靜地持續發電，直到表面汙損，無法繼續吸收太陽光為止。如此刻苦耐勞，自然受到好評。

　　但若是問我「所以，太陽能電池已經完美無缺了嗎？」我不能肯定。

　　矽（Silicon）是地殼中的元素之一，含量僅次於氧，因此可以不必擔心資源枯竭，但是製造太陽能電池的矽卻非常稀少而昂貴。為什麼含量豐富的矽竟然稀少昂貴呢？因為太陽能電池不能使用一般的矽，純度必須高達七個九以上！也就是說，太陽能發電需要「純度99.99999%以上的矽」。

　　從砂石中分離出來的高雜質矽，並沒有如此高的純度。必須要透過最高級的工廠設備，以及大量的電力消耗，才能製造出這種矽，如此的矽自然昂貴，太陽能電池的價格也因此水漲船高。

　　所以，我們是否能買到便宜的太陽能電池呢？科學家已經想出了幾個方案。其中之一就是提高發電效率（轉換效率）。目前一般的矽晶太陽能電池，轉換效率只有15%左右。如果能提升到30%以上，太陽能電池的市場價格便會降低一半。

　　另外，也可以減少高純度矽的用量。例如「薄膜太陽能電池」「非結晶太陽能電池」，就是根據此概念研發而成的產品，它們將矽的用量節省到極致。

　　降低矽的品質也是解決方案之一，「多結晶矽」便是如此。雖然轉換效率會因此降低，但成本表現提升不少。這也是目前市面上的太陽能電池最常用的形式。

　　然而從本質來看，我們不禁要問，太陽能電池真的非矽不可嗎？這種疑慮所得到的解答，便是「化合物型太陽能電池」「有機物太陽能電池」「量子點太陽能電池」等新世代太陽能電池。還有「串疊型太陽能電池」，是重疊以上數種太陽電池，將最上層太陽能電池沒用完的陽光交給下一層使用，若還有剩下再轉給更下層使用，把陽光利用到極致。

　　這就是太陽能電池過去、現在與未來的大致樣貌。很有趣嗎？本書將以簡單明瞭的順序說明這些問題。請輕鬆品味太陽能電池的一切奧妙。