人類目前使用的最主要能量來(lái)源是化石能源，例如大部分汽車用的仍然是汽油和柴油，飛機(jī)用的都是航空煤油，發(fā)電廠當(dāng)中還有很多是用火力發(fā)電，等等。但地球從外界接收能量的最大來(lái)源，其實(shí)是太陽(yáng)。

地球接收太陽(yáng)能的平均功率是17300萬(wàn)億瓦，是現(xiàn)在全球能耗功率的1萬(wàn)倍，也就是說(shuō)，只要我們想辦法從太陽(yáng)能當(dāng)中汲取萬(wàn)分之一并加以利用，就能滿足全人類的能源需求。目前人類使用能源的主要方式，其實(shí)是用電，當(dāng)然交通當(dāng)中的燃油使用率依然很高，但是在不

遠(yuǎn)的未來(lái)，相信人類的主流交通工具所使用的能量會(huì)是電能，譬如高鐵就完全是用電的。在汽車領(lǐng)域，電動(dòng)車也會(huì)變得越來(lái)越主流。

但問(wèn)題是，要如何把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能呢？這利用的是一個(gè)叫作“光生伏特效應(yīng)”的物理現(xiàn)象。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用兩種半導(dǎo)體，把P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體接在一起，做成太陽(yáng)能電池板。半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電任介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料，當(dāng)加在上面的電壓大的時(shí)候，它就表現(xiàn)為導(dǎo)電，反之則表現(xiàn)為絕緣。

所謂P型半導(dǎo)體，是在半導(dǎo)體當(dāng)中有很多電子被拔掉后留下的“空洞”，學(xué)名叫“空穴”。我們知道原子是中性的，但它是由帶負(fù)電的電子和帶正電的原子核組成的，如果我們想辦法在一個(gè)材料中拔掉它的電子，那剩下來(lái)的“空穴”不就帶正電了嗎？這正是P型半導(dǎo)體的特點(diǎn)，它攜帶很多帶正電的空穴，N型半導(dǎo)體則容易攜帶電子，它剛好跟P型半導(dǎo)體相反。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體連接在一起形成PN結(jié)。

太陽(yáng)光無(wú)非就是電磁波，電磁波進(jìn)人PN結(jié)后，會(huì)把兩種電荷的載體，也就是“空穴”和電子都激發(fā)出來(lái)，這就會(huì)在PN結(jié)當(dāng)中形成電壓，再在兩極上接根電線就能發(fā)電了。這就是太陽(yáng)能發(fā)電的原理，叫光生伏特效應(yīng)。

既然太陽(yáng)能那么多，為什么我們現(xiàn)在還無(wú)法廣泛使用太陽(yáng)能呢？

其實(shí)一個(gè)主要的原因就是貴。生產(chǎn)這樣的太陽(yáng)能電池板，獲得同樣發(fā)電效率所需要的投入跟燒煤、燒石油比起來(lái)，成本實(shí)在太高。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，化石能源不會(huì)是可持續(xù)發(fā)展的能量來(lái)源?，F(xiàn)在地球上的化石能源儲(chǔ)量還比較充足，從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)看，使用化石能源成本低。

但是化石能源消耗得越來(lái)越多，二氧化碳的排放量越來(lái)越大，二氧化碳是溫室氣體，會(huì)進(jìn)一步升高地球的平均溫度，為了人類的可持續(xù)發(fā)展，清潔能源的發(fā)展是必然趨勢(shì)。即便從成本的角度，表面上來(lái)看使用化石能源成本低，但是對(duì)環(huán)境造成的污染也是要花錢治理的，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，化石能源最終要被清潔能源取代。太陽(yáng)能是一個(gè)很有前景的發(fā)展方向。