研習紀錄－光電二極體

原文發表於Yahoo奇摩部落格2012年11月30日。

一場台東大學林自奮教授在台南的能源教育研習中，看到了學員分享來自於日本的能源教具，標籤上標示作者為東京學藝大學研究所的Masafumi Watanabe以及Masahiro Kamata，是一種稱之為「Ene-Pick」的能量收割裝置。在這之前，高雄科工館研究員陳怡真老師也在她的FB上分享過這組光電能源轉換的簡易設計。

乍看之下是一個裝有金屬薄片的透明管

然而在薄片背後藏有玄機，但這個玄機卻是常見的電路元件組合

二極體有很多種形式以及廣泛的應用，其中若是主要以電能來產生光能的話，就稱為發光二極體（Light-Emitting Diode），也就是我們所熟知的LED。最早的紅光LED是在距今50年前的1962年出現，之後因為需求還發展出各種單色光的形式。時至今日，除了可見光以外，還有能發出紅外線及紫外線的LED。用途從一開始的單一指示燈逐漸發展照明用途。

然而發光二極體如果能將電能轉換成光能，那能不能將光能轉換成電能呢？這其實是一體兩面，如果不考慮轉換效率以及儲能裝置的話，這確實是種可行的想法。所以看到這個再簡單不過的裝置，實在讓人佩服其創意。

裡面有金屬薄片、電容、電阻以及LED等三大電路元件

可以將LED收集來的光能轉換成暫時儲存在電容裡面的電能

電容是220微法拉第，適用電壓為25伏特，與LED纏繞在一起，不過前面有提到能量轉換效率的問題，所以並不是使用一顆LED而已，而是搭配了二顆LED，才能盡快對電容充電。LED的角色就好像計算機裡面的太陽能面板一樣，將收集的光能轉換成電能並提供給計算機運作，只不過現在是暫時將能量儲存在電容中。

裡面看起來似乎是紅黑紅色環的電阻，電阻值為2000Ω

 提供了限流的作用，讓從電容釋放出來的電流不致於過大

電容儲存的電能可以透過適當的電路讓電流攜帶而出，供做其他用途，但由於電容容量並非很大，所以能驅動的電子元件有限，使用的時間同樣受到限制。不過在教學上卻是一種很大的發想和刺激，偶爾逆向操作也不失為一個解決問題的方式。