關於光電效應是否是太陽能光電板原理

關於光電效應是否是太陽能光電板原理又或者內光電效應、外光電效應的名詞。其實,可以先參閱 2005年11月份的科學發展月刊的文章,如連結

光電效應的示意圖,摘自Wiki百科

從第一段內容來看, 對於多田邦雄先生來說(日本學者),光電效應區分成內光電及外光電兩種分類。


準確來說,多田邦雄先生應該是認為物質只要能吸收光(光子)進而產生帶電載子就算是光電效應的範圍,載子向外散逸就是外光電效應,若載子在物質內流動就算是 內光電效應;這樣的分類方式也出現對岸相關教材中,甚至在維基百科及百度百科也會有一模一樣的敘述(註1)

而從物理系(美國普物課本)思維來說,沒有甚麼外光電效應、內光電效應,前者才是真正的光電效應(Photoelectric Effect),後者應該改稱為 光伏效應(Photovoltaic effect)。

圖(b)為光伏效應的示意圖,摘自Serway普物課本

有趣的是 在Cutnell J.  Physics 10ed 2015的課本中,講解完光電效應之後,順道解釋 charge-coupled devices(CCD)的工作原理,並且明確的說 這是因為光電效應(Page 828~830)。(註2)

Holt Mcdougal Physics 則是在光電效應的章STEM小節 介紹太陽能光電池的運作模式,也不小心用上光電效應來解釋光電板的工作原理。(註3)

Serway Physics 則是在解釋完光電倍增管之後加了一段文字-光電倍增管被CCD取代的文字,也是用了【光電效應】來說明CCD原理(註4),但後兩種的寫法相對保守了點。

講這麼多的廢話,那光電效應算不算是太陽能光電板的原理??很抱歉 身為高中老師的我沒辦法給標準答案。

因為我覺得這有點偏向分類學或該說對於同一個科學名詞要用相對嚴格文字去定義,還是要相關寬鬆的文字來定義的問題。

於實質教學來說就是講清楚上述區別就好。

個人淺見,大家參考參考

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物理固自然:愛因斯坦的光子說

作者:多田邦雄(Kunio Tada),金澤工業大學/東京大學榮譽教授

譯者:劉威志,臺灣師範大學物理系(翻譯)

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註1. 我倒是蠻確信是百度直接將維基百科全文照抄 XDD

註2. Cutnell J. Physics 的敘述

The physics of charge-coupled devices and digital cameras. One of the most exciting and useful applications of the photoelectric eff ect is the charge-coupled device (CCD).

註3.Holt Mcdougal Physics的敘述

The solar cell is unable to produce a current by itself;it requires energy to cause its electrons to move. This energy comes from sunlight. When photons from the sun hit silicon atoms on the surface of the solar, they dislodge electrons. These photons need to have enough energy to release electrons, as described by the photoelectric effect.

註4.Serway Physics的敘述

When the surface is exposed to light from an astronomical scene through a telescope or a terrestrial scene through a digital camera, electrons generated by the photoelectric effect are caught in “traps” beneath the surface.

註5. CCD 結構,

摘自 semanticacholar.org


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