事情是這樣的（see figure 1）：

Figure 1 小編如何跪了一夜的搓衣板

小編想了一宿，覺得一定不是自己態(tài)度的問題，一定是自己沒有解釋明白，遂成此文。

充電電池的開路電壓（不放電時正負兩極之間的電位差）是有電池正、負極與電解材料決定的。這是由不同材質(zhì)的電化學反決定的。也就是說，只要正負極材料一樣，不管電池多大、容量多大，電壓都是一樣的。

不是想做多少電壓就能做多少電壓的。而且1.5V/1.2V也只是標稱,非實際電壓。

比如1.2V的鎳鉻、鎳氫電池，標稱1.2V，充滿是1.4V甚至更高一些，放電可以到1V。

能源對于社會進步具有不可磨滅的巨大推進作用，近幾十年來，隨著人們對物質(zhì)生活的更高要求，社會的發(fā)展對能源的需求越來越大，對各種能源開發(fā)，以及各種能源的利用率的提高依然迫在眉睫。

不同能源的利用情況

那么既然如此 ，無論如何投繞不過太陽能

太陽能是一種的熱輻射能，是太陽經(jīng)過熱核反應向外界釋放的能量。雖然最終到達地球的能量相對于太陽釋放的能量非常少，只有幾十億分之一，但是這卻是地球光熱能的主要來源，足以使得地球上的各種生物能夠生存繁衍下來。對于太陽能有許多優(yōu)勢促使我們積極利用以滿足能源需求。首先，地球上到處都有太陽輻射，而且有很多，figure 2 展示了全球的太陽能平均輻射量，可以看到雖然太陽能輻射量在全球分布沿赤道向南北極遞減，但是分布極為廣泛。

Figure 2 全球平均太陽能輻射量

圖片來源：https://upload./wikipedia/commons/9/9d/SolarGIS-Solar-map-World-map-en.png. 

那么如何把太陽能轉(zhuǎn)化為電能呢？

太陽能電池的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了一百多年的時間。光伏效應是在 1839 年當時只有 19 歲的法國物理學家Alexandre-Edmond Becquerel發(fā)現(xiàn)的。

（說起他，可是一門三杰、在法國自然科學界大名鼎鼎的貝克賴爾家族的一員。他的父親Antoine CésarBecquerel（老貝克賴爾）是法國皇家科學院成員，一生在電化學領(lǐng)域成就卓著；他的兒子Antoine Henri Becquerel（小貝克賴爾）更是有名，因發(fā)現(xiàn)天然放射性，與居里夫婦共同獲得1903年諾貝爾獎。這又讓我想起了我們所的wang'shou'jue）

當前，世界各國對于太陽能的利用都出現(xiàn)持續(xù)且迅速的增長，而作為太陽能利用的重要組件光伏電池，產(chǎn)量也在持續(xù)增長。

Figure 3 2010 年至 2017 年每年電池系統(tǒng)安裝量

Figure 4 2010 年至 2017 年累計電池系統(tǒng)安裝量

由圖可以看出，我國不僅光伏電池產(chǎn)量多，同時我國也逐漸取代德國，成為每年與累計光伏系統(tǒng)安裝最多的國家。

太陽能電池的工作基本原理是基于光伏效應（photovoltaic effect），即兩種不同材料的接觸點在電磁輻射的影響下產(chǎn)生電勢差。

而光伏效應與光電效應（材料吸收高于其臨街頻率的光之后發(fā)出電子）相似。光電效應是阿爾伯特·愛因斯坦在 1905 年假定光由固定能量量子-光子組成解釋了這一現(xiàn)象。光子能量由如下公式計算：  

 E = ???

其中 h 是普朗克常數(shù)，v 是光波頻率。

基于光伏效應的太陽能電池工作可分為以下三個過程： 

1.  材料吸收光子產(chǎn)生載流子。如下圖所示。如果到達材料的光子能量小于帶隙 Eg，則不會被吸收。在一個電子從 Ei被激發(fā)到 Ef時就會在 Ei處產(chǎn)生一個空位。這個空位就會表現(xiàn)地像帶正電子的粒子，稱為空穴。

   
   

   

2. 光生載流子的分離。產(chǎn)生的電子與空穴通常情況下會發(fā)生復合，電子能級會從 Ef返回到 Ei。

   
   

   

3. 光生載流子的收集。載流子從吸光層抽取出來后通過外界電路給設(shè)備供電，電子空穴對的化學能從而轉(zhuǎn)變成了電能，隨后電子與空穴復合，整個循環(huán)回路結(jié)束。

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目前來說，我們可以把太陽能電池分為以下幾類：

1.  晶體硅太陽能電池，這種材料間接帶隙為 1.12 eV，對應的波長為 1107 nm。這種太陽能電池轉(zhuǎn)換效率很高，但是成本較高且制備工藝繁瑣，對環(huán)境污染嚴重。 

   
   

   

2. 薄膜太陽能電池，包括多晶硅薄膜太陽能電池、非晶硅太陽能電池以及多元化合物薄膜太陽能電池，這些太陽能電池由于制備方法多樣使得成本相比晶體硅太陽能電池低，且轉(zhuǎn)換效率也相對較高。但是由于這類材料會存在穩(wěn)定性不高或者材料來源問題（銦、硒等稀有元素）以及存在的污染問題限制了其發(fā)展。

   
   

   

   
   

3. 有機太陽能電池，包含染料敏華太陽能電池、有機半導體以及目前發(fā)展迅速的有機無機雜化的鈣鈦礦太陽能電池。這一類太陽能電池因制備方法更加簡便，降低了對環(huán)境的污染并且成本大大降低而被廣泛關(guān)注。

   
   

   

參考文獻：

1. L. Freris and D. Infield, Renewable Energy in Power Systems [B]. John Wiley & Sons Inc, Chichester, United Kingdom, 2008

2. J?ger-Waldau, A., PV Status Report 2017 [B], EUR 28817 EN, Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2017.