太陽能的光電之旅（簡體書）

中國科學院院士物理學家褚君浩講述自身成長的小故事，回答了孩子們最感興趣的問題，為他們講述太陽能的小知識，更重要的是讓孩子們瞭解我國太陽能應用的產業現狀，讓科普同實際密切相連。太陽能有哪些用途?城市裏能全部用太陽能發電嗎？PM2.5會影響太陽能的利用嗎？這些問題，你感興趣嗎？想知道答案嗎？

褚君浩 中國科學院院士，中科院上海技術物理研究所研究員，華東師範大學信息學院院長。長期從事紅外光電子材料和器件的研究，開展了用於紅外探測器的窄禁帶半導體碲鎘汞（ HgCdTe ）和鐵電薄膜的材料物理和器件研究，還從事極化材料和器件以及太陽能電池的研究。

海波 SMG東方廣播中心首席節目主持人。主持《海上暢談》《海波熱線》等節目。獲得全國金話筒稱號、上海長江韜奮獎，蟬聯三屆上海廣播電視臺名主持人稱號。

秦暢 SMG東方廣播中心首席節目主持人。主持《海上暢談》、《市民與社會》等節目。獲得全國新聞界最高獎項：全國第八屆長江韜奮獎（長江獎），全國廣播電視主持人金話筒獎、中國新聞作品一等獎。

田漢民 副教授，河北工業大學電子科學與技術系副主任，研究方向為新型太陽電池機理與器件。

大院士為中小學生講科普。
這套書是特別為孩子們準備的。九位中國院士從芯片、太陽能、基因、有機化學、風雲衛星、紅外遙感、北斗定位系統、天文、腦科學九個方面與孩子們進行了對話，回答了他們天馬行空的問題，為他們講解了基礎的科學知識。
這套書適合9-14歲的孩子自主閱讀，也適合教師和家長陪伴閱讀。書中的“聚焦產業”“聚焦專業”兩個小欄目講述了我國相關領域的發展現狀和前景，以及涉及到的相關專業，幫助教師和家長引導大一點的孩子進行生涯規劃，設立人生的小目標，讓夢想飛得更高！

目 錄

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麗娃河邊的探索者

小時候我總想知道一些我不知道的事情。我那時 住在華東師範大學裡面，學校裡有條河，叫麗娃河， 我愛到那裡去玩。我在河邊看到雲在天上飄，就會想 象外面的世界會是什麼樣？所以小時候我就有這麼一 種渴求，想去探索一些未知的東西，這一點對我後來 影響非常大。

/017
千方百計使用太陽能

近幾十年來，人們做了大量的研究，千 方百計地尋找使用太陽能的方法。人們製造 出太陽能電池，利用太陽光來發電，實現了 太陽能到電能的轉換。讓我們一起來看一看， 有哪些產品實現了對太陽能的使用？讓我們 來想一想，將來人們還會利用太陽能來做 什麼？

/059
太陽光的奇妙世界

太陽對於我們地球來說是無可取代的， 它給了地球光和熱。我們用眼睛來看，會看 到太陽光由紅、 橙、黃、綠、青、藍、紫 7 種光複合而成。如果仔細研究它，你會發現， 太陽光裡有大學問。

/081
光電轉換之旅

電流通過燈泡後，燈泡會發光。而光照 到半導體裡，半導體裡面產生了電子和空穴， 生成了電。光和電之間會發生轉換。讓我們 隨著光電轉換，來探索一下它們間的秘密吧。

麗娃河邊的探索者

小時候我家住在華東師範大學裡面。華東師範大學裡面有條河叫麗娃河，那個時候水比較乾淨，環境也比較好，加上大人也不 大管我們，夏天我們就會偷偷跑到河 裡去游泳。我們那個時候大概功課沒 有現在那麼多，華東師大又很大，學校裡有很多房子，簡直就是我們小孩 子的樂園。我記得，學校裡有個第五 宿舍樓，樓頂的天花板和房頂之間有 個隔層，像現在的閣樓間。我和我的 小夥伴兒就會偷爬到這個隔層裡去。 在隔層裡面我們聊天、講故事。在我 的小夥伴裡，有一些年齡比我大一點 的，他們跟我們年齡小一點兒的講故 事。除了平時白天在那裡玩兒，我們 也會晚上到那裡去看看天空。我小時 候，城市夜間的燈光沒有那麼亮，天上的月亮和星星就顯得特別明亮。我發現天上的月亮裡面有的地方暗，有的地方亮，月亮裡面好像有山又好像 有人，小時候看到這些現象就覺得很 好奇。

我大概就像你們這麼大的時 候， 大約五年級，我自己做了個望遠鏡。 我找了一個硬紙板，卷成一個筒，又找兩塊鏡片，一塊放在前面一塊放在後面，然後朝天上看月亮。用這個簡 陋的望遠鏡看月亮，自己覺著看得好像更清楚了，可以想像月亮上的陰影 是什麼東西，想像那裡是有一個人， 好像還有一座山，那個人住在山裡。

我那時也看一些《科學畫報》《科學大眾》這類雜誌，也愛看科學家的人物傳記。我記得我讀書的時候，時常跑到學校圖書館去看書。不過，去圖書館看書的人並不多，所以桌子和書上就有好多灰塵，我就要想一個辦法了。什麼辦法呢？我想自己來做個吸塵器，把這些灰塵吸掉。同學們可能也會想到，我們夏天用的電風扇製作原理是什麼呢？其實很簡單，就是用一個馬達帶動葉片，這樣就有風了。我那時想，電風扇的風是對著人吹，一吹不是就把灰塵吹走了嗎？如果要做吸塵器，我就得讓馬達帶動葉片反著轉，不是就可以把灰塵吸起來了嗎？
馬達帶動葉片的旋轉方式決定了氣體流動的方向。同學們回去不妨自己做個小實驗，體會一下。一節5號電池，一個小馬達，兩根電線，一個小風扇葉片，用電線將馬達、電池和葉片連起來，試試葉片的旋轉方向。然後，交換電線，再通電，這個時候看看，葉片的旋轉方向和剛才是否一致。
我這麼想著，也這麼動手去做了。我自己用木頭、電池、馬達、紙木薄片這些材料做了一個很粗糙的“吸塵器”，拿到圖書館去試，結果呢？結果很遺憾，並沒有出現我想要的效果，我的“吸塵器”怎麼都不能把灰吸起來，這個實驗算是失敗了，但是，我自己很開心的，畢竟用動手做來驗證自己的想法不成立，這是一個很正確的方法。所以，我也想對同學們說，你們要對我們這個世界保持好奇心，因為有了好奇心，才會激發你去探索，才會讓你主動想去多看些書，會更多地有自己的想法，有了想法還要去動手實踐一下，看看自己的想法對不對。
學生：我很好奇，您現在成就這麼高，那您小時候的學習成績也是特別好嗎？

我現在還能找到一張小學的成績單，成績單是這樣的，自然是5分，當時是5分制。其它的功課好像都是4分，也有一個3分，3分是什麼呢？寫字，我字寫得不大好。這個成績不算學霸，但是從初中三年級開始一直到高中裡面，每年的功課都是全5分。我是從初二下學期開始變成好同學的，初一的時候還很調皮的。我現在都還記得有這麼一個小故事，我發現我成績報告單上老師寫了一句話：上課高聲叫囂，這個很不好，就是說我上課的時候很不守紀律。我兒子問我這是怎麼回事？我就回憶了，當時是在上課的時候，初中一年級，在曹楊二中，有一個同學叫李遐海，他也是一個很調皮的同學。他跟我說，褚君浩，我們現在一起叫好不好，我說好。沒有理由就搗蛋，然後他數123，我就叫了一聲，結果他沒叫，我上他當了。最後老師就讓我站起來了，批評我了，這個當然是違反紀律，很不好的，還寫到我的評語上了。
但是從初中二年級開始以後尤其是初二下學期，我做了好多數學題目，越做越有興趣，從初三開始又看了好多科學普及的書，後來就變成一個很用功的學生了。
我上初中的時候才開始接觸到物理，也從那時喜歡上這個學科。我從圖書館借了像《從近代物理學來看宇宙》、《眼睛和太陽》還有一些天文學方面的書來讀，高中時就開始讀《相對論ABC》和原子物理學方面的書。其實只能讀懂小部分，但還是如癡如醉地看。所以我在報考大學的時候只選擇了物理學作為我的專業。1962年高考時，我只填報了物理學這個專業，我最希望考上復旦大學物理系，然後是華東師大物理系，最後是上海師院（上師大前身）物理系。結果那年我物理考了滿分，但語文作文審題失誤，總分被拉了下來，最終進了第三志願――上海師院物理系。
大學畢業後，我在上海梅隴中學當了10年物理老師。教學之餘，我沒有放棄研究，我繼續做理論物理研究。那時候，我和一些朋友組織了一個關於基本粒子的討論組，在探討科學問題的同時，還會一起撰寫科普文章和科普小讀物。
1978年，我國恢復研究生招生考試，我就想著要去試一試。我大學的時候念的是四大力學和普通物理學，但考研究生的時候，我選的方向是半導體物理，我之前都沒有學過半導體物理方面的相關知識。好在我在大學的時候，骨幹學科掌握得比價扎實，所以決定考研究生的時候，我就開始自學，在自學的過程中，自己做筆記，推導書本裡面的公式，最後也把它掌握得很好。我記得最後考試的時候了，我這門專業成績考了90分，也是當時考生裡面的第二名。個人來講，考得還算不錯。我的這個故事就是在說，同學們要把基礎的、主幹的學科學好，這樣，你們再去學一些這門學科的其它分支學科就有了很好的基礎，也掌握了適合自己的學習方法。

學生：您是不是在學習上有特別的竅門呢？

這個小同學問得很好，問出了很多同學的心聲。其實，我剛才在講我自己的讀書時候的故事時，已經談到一點我對學習的看法。學習首先還是得勤奮，我讀初中後還是一個勤奮的學生。人的聰明和勤奮是要互補，互補才能讓你在求知這條路上走得更遠。
想要成功，就會走一條很不容易的路，需要堅持不懈的努力。現在做任何事情，想要得到好的結果，輕輕鬆松地去幹是不可能的。我講個自己的故事，我念研究生的時候，當時要做一個半導體的模型，但是要把這裡面的每一步搞懂，每一個公式都推導出來，還是非常困難的。當然想要馬虎一點的，也就過去了，但是我當時不是這樣想的。我想我要麼不做，要麼就盡我所能做到最好。我當時花了好多的時間和精力將每一步都認真地推導，最後才完全都搞懂了裡面的原理。所以說，做實驗是非常辛苦的，想要不辛苦，我們就只能做一些難度不高的、一般的實驗。想要做一些創新的、有特色的實驗，過程都是很艱辛的。並且，做實驗的時候，常常都會遇到失敗，只有在失敗之後總結經驗，再去嘗試，我們才能最終得到想要的結果。
對於我來說，想要把每件事情都做好，想要堅持把一件事情做到底，這是我的信念。我們現在最忌諱的就是，很多事情都是只做了一個開頭，不堅持下去。決定做一件事情，我們需要首先確定一個正確的方向，確定好它是一個正確的方向之後，我們要做的工作才是有意義的，那接著，我們就要堅持不懈地做下去，這樣子，我相信最後一定會得到想要的成果。
同學們，你們這個年齡的小孩子思想特別活躍，腦子裡總會冒出各種問題來，而且這些問題都很有趣，很有想像力，我覺得非常好的。在科學的道路上，我們特別需要有好奇心。所以你們要敢於提問，也就是要敢於想為什麼，千萬不可以拘泥于原來那些墨守成規的東西和結果，覺得好像就是這樣子的，我就跟著接受就好了。
當然我們在問的同時要去思考，去求知。在探索的路上，要掌握好循序漸進這四個字。我們要腳踏實地，千萬不要想一步登天。要把基本的知識學好，方法掌握好。一步一個腳印，慢慢往前走。什麼事情都不要去奢望一步登天。我們的科學家屠呦呦，她花了幾十年時間在研究，在探索。她的團隊找了很多的中草藥，查閱了很多的書籍和資料，才最後出來現在的結果。我們只有在循序漸進的基礎上，才會有最終的跨越。

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