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太陽能電池之簡介 The Introduction of Solar Cells 謝文章 , 邱裕中 作者： 謝文章 目前就讀於南台科技大學 電子工程系 邱裕中 目前任教於南台科技大學 電子工程系 近幾年來隨著非再生能源石油、天然氣和煤礦( )逐漸短缺與整體環境二氧化 碳濃度增加，所造成的全球氣候異常 化，迫使世界各國開始認真思考永續發展的 議題，因此再生和低汙染的能源逐漸受到重視，現今最熱門的再生能源有 風力、: 水力、地熱、生化燃料和太陽能電池等 等，其中最受到人類感興趣的再生能源是 太陽能電池，來自宇宙的太陽光是全世界最便宜的燃料，並且一片一片的太陽能 電池成為世界最小最薄的發電廠，這 些發電廠很容易就可以架在世界上任何一個 角落，甚至人們就可以直接攜帶在身上，讓 太陽能電池提供電力，並且最重要的 優點是太陽能電池在發電過程，並不會產生污染而造成環境的破壞，但太陽能電 池卻有一個致命的缺點，就是光能量轉電能量的轉換效率太低，使得太陽能電池 還不被廣泛的應用，所以本文一開始先講解太陽電池的基本原理和架構，接著再 介紹一些常見的改善太陽能電池轉換效率之方法，最後大略講解未來太陽能電池 發展的趨勢，期盼讀者看完本文介紹後能對太陽能池有更深一層的了解。 Optoelectronics Microwave Device Laboratory TEL:+886-6-2533131 ext:3129 FAX:+886-6-2426911 URL 大綱 • 太陽能電池發展的歷史和契機 • 太陽能電池基本原理 •改善效率的方法 • 太陽能電池的種類和未來的展望 • 參考資料 Optoelectronics Microwave Device Laboratory TEL:+886-6-2533131 ext:3129 FAX:+886-6-2426911 URL 太陽能電池發展的歷史和契機 全世界第一個太陽電池是在 1954 年由貝爾實驗室所製造出來的，當時研究的動機是希望能 替偏遠地區的通訊系統提供電源，不過由於效率太低 只有( 6%) ，而且造價357 美元/ 瓦 (現今 2.5~3 美元/ 瓦) ，缺乏商業上的價值。就在此時，開創人類歷史的另一項計畫太空計畫也正在 如火如荼地展開中；因為太陽電池具有不可取代的重要性，使得太陽電池得以找到另一片發展 的天空。從 1957 年當時的蘇聯發射第一顆人造衛星開始，太陽電池就肩負著太空飛行任務中一 項重要的角色，一直到 1969 年美國人登陸月球，太陽電池的發展可以說到達一個顛峰的境界。 但因為太陽電池造價昂貴，相對地使得太陽電池的應用範圍受到限制。到了 1970 年代初期，由 於中東發生戰爭，石油禁運，使得工業國家的石油供應中斷造成能源危機，迫使人們不得不再 度重視將太陽電池應用於電力系統的可行性。 1990 年以後，人們開始將太陽電池發電與民生用 電結合，於是 「與市電併聯型太陽電池發電系統」(grid-connected photovoltaic system)開始推廣， 此觀念是把太陽電池與建築物的設計整合在一起，並與傳統的電力系統相連結，如此我們就可 以從這兩種方式取得電力，除了可以減少尖峰用電的負荷外，剩餘的電力還可儲存或是回售給 電力公司。此一發電系統的建立可以舒緩籌建大型發電廠的壓力，避免土地徵收的困難與環境 的破壞。更由於溫室效