0:00:08.152,0:00:11.497
地球截獲很多太陽能：

0:00:11.497,0:00:14.579
173000 兆瓦 （10 的 12 次方瓦）

0:00:14.579,0:00:19.300
比地球全人類的用電量多一萬倍

0:00:19.300,0:00:20.950
所以是否可能有一天

0:00:20.950,0:00:24.447
全世界會完全依賴太陽能呢？

0:00:24.447,0:00:25.698
要回答這問題

0:00:25.698,0:00:31.959
我們需要先來研究太陽能板[br]如何將太陽能轉為電能

0:00:31.959,0:00:36.263
太陽能板是由許多[br]所謂「太陽能電池」小單位所組成

0:00:36.263,0:00:39.183
最常用的太陽能電池是用「矽」所做成

0:00:39.183,0:00:43.297
它是一種半導體，[br]是地球第二豐富的元素

0:00:43.297,0:00:44.589
太陽能電池裡面

0:00:44.589,0:00:48.567
結晶矽被夾在兩個導電層中間

0:00:48.567,0:00:53.776
每個矽原子以四個強鍵[br]與周圍原子連接

0:00:53.776,0:00:58.077
固定住電子，因而沒有電流流動

0:00:58.077,0:00:59.203
關鍵就在這裡：

0:00:59.203,0:01:03.886
矽基太陽能電池採用兩層不同的矽

0:01:03.886,0:01:07.036
n 型矽層有多餘的電子

0:01:07.036,0:01:12.289
p 型矽層有多餘的空位[br]可接納電子，稱為「電洞」

0:01:12.289,0:01:14.223
在不同兩層矽的會合處

0:01:14.223,0:01:17.922
電子可流過「p/n 接面」

0:01:17.922,0:01:19.979
導致一邊形成正電荷

0:01:19.979,0:01:23.063
而另一邊則形成負電荷

0:01:23.063,0:01:26.785
你可把光想成是極細粒子的流動

0:01:26.785,0:01:28.125
稱為「光子」

0:01:28.125,0:01:30.185
從太陽發射出來

0:01:30.185,0:01:34.131
當其中一個具有足夠能量的光子[br]撞擊到太陽能電池

0:01:34.131,0:01:38.529
它可從結合鍵中撞出一個電子，[br]而留下一個電洞

0:01:38.529,0:01:43.321
帶負電的電子及[br]帶正電的電洞位置

0:01:43.321,0:01:45.734
現在可以四處自由移動了

0:01:45.734,0:01:48.752
但由於在 p/n 接面的電場

0:01:48.752,0:01:51.355
使得它們只能走單一方向

0:01:51.355,0:01:53.376
電子被吸往 n 型區

0:01:53.376,0:01:56.362
而電洞則往 p 型區移動

0:01:56.362,0:02:01.995
可移動的電子被收集到[br]電池頂層的一個薄金屬橋廊

0:02:01.995,0:02:04.750
由此，再流經一個外電路

0:02:04.750,0:02:06.065
做了電的功

0:02:06.065,0:02:07.606
如：提供燈泡電力

0:02:07.606,0:02:11.974
再經電池底層的導電鋁片，[br]回到 p 型區

0:02:11.974,0:02:15.067
每個矽基電池只能製造 1/2 伏特

0:02:15.067,0:02:18.658
但你可將它們串成模組（太陽能板）[br]得到更多電力

0:02:18.658,0:02:22.763
12 個光伏電池（太陽能電池）[br]就可讓一支手機充電

0:02:22.763,0:02:26.364
而需要許多太陽能板[br]才足夠供電給一整棟房屋[br]

0:02:26.364,0:02:29.478
電子是太陽能電池[br]唯一可活動的部份

0:02:29.478,0:02:31.854
它們都會回到原來的出發點

0:02:31.854,0:02:33.882
不會被耗損掉或被用完

0:02:33.882,0:02:37.057
因此太陽能電池可持續使用數十年

0:02:37.057,0:02:42.874
那麼是什麼原因使我們不能[br]完全依賴太陽能發電呢？

0:02:42.874,0:02:44.970
有許多是政治因素影響

0:02:44.970,0:02:48.954
更別提商業界遊說大眾維持現狀

0:02:48.954,0:02:53.065
不過現在，讓我們專注在[br]物理及邏輯的挑戰

0:02:53.065,0:02:54.482
這其中最明顯的

0:02:54.482,0:02:58.852
就是太陽能並非平均地遍佈全球

0:02:58.852,0:03:01.219
有些地區比其他地區陽光充足

0:03:01.219,0:03:02.859
但它也常反覆多變

0:03:02.859,0:03:07.228
陰天或晚上時，可用的太陽能就較少

0:03:07.228,0:03:09.638
所以要完全依賴太陽能

0:03:09.638,0:03:14.102
需要有效的方法[br]將電從陽光充足區送到多雲區

0:03:14.102,0:03:17.087
以及電力有效的儲存

0:03:17.087,0:03:20.393
電池本身的效率也是一項挑戰

0:03:20.393,0:03:23.444
如果陽光是被反射出去[br]而不是被吸收進來

0:03:23.444,0:03:28.130
或被撞出的電子在流入電路前[br]就落回電洞

0:03:28.130,0:03:30.893
那麼光能也就流失了

0:03:30.893,0:03:33.241
現在最有效率的太陽能電池

0:03:33.241,0:03:38.634
也僅能將可用日光的 46% 轉為電

0:03:38.634,0:03:43.642
多數商用裝置現在的效率是 15-20%

0:03:43.642,0:03:45.529
僅管有這些限制

0:03:45.529,0:03:47.204
其實是有可能

0:03:47.204,0:03:50.618
以現在太陽能的技術[br]供電給全球

0:03:50.618,0:03:52.984
我們需要經費來建立基本設施

0:03:52.984,0:03:54.971
還需要許多空間

0:03:54.971,0:03:59.440
估計約要數萬到數十萬平方英里

0:03:59.440,0:04:00.976
聽起來好像很多

0:04:00.976,0:04:06.312
但光撒哈拉沙漠的面積[br]就已超過三百萬平方英里了

0:04:06.312,0:04:09.039
同時，太陽能電池愈來愈好，也愈價宜

0:04:09.039,0:04:11.986
足以和需要高壓輸電網的電力競爭

0:04:11.986,0:04:16.967
許多創新 ─例如漂浮式太陽能場─[br]能使景象完全改變

0:04:16.967,0:04:18.956
先別想這是否可行

0:04:18.956,0:04:21.018
事實上超過十億的人

0:04:21.018,0:04:24.481
沒有穩定的電力網可使用

0:04:24.481,0:04:26.567
尤其是開發中國家

0:04:26.567,0:04:28.842
而它們許多是陽光充足的

0:04:28.842,0:04:30.096
所以在這些地區

0:04:30.096,0:04:36.569
太陽能要比其他可用的方式[br]便宜和安全許多（例如煤油）

0:04:36.579,0:04:38.646
可是，就例如芬蘭或西雅圖

0:04:38.656,0:04:42.026
有效的太陽能可能[br]還是一段遙遠的距離

0:04:43.799,0:04:49.009
翻譯：Ann Chen