自由研究：太阳能电池大调查 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　你会好奇大雄及小丸子的暑假「自由研究」是怎么完成的吗？
　　现在不用自己寻找主题、准备材料，【自由研究】实验教具提供完备的内容以及操作步骤，立即开始，一天就能成功完成科学实验！

　　太阳能电池到底是什么东西？
　　太阳能电池要如何照光才能发最多电？
　　为什么不同的光照角度会呈现出悠美的音乐及五音不全的效果？

　　《自由研究：太阳能电池大调查》由日本学研研发设计，是一组专为喜欢自己动手做科学实验的青少年所设计的实验材料包。透过精确的实验材料与步骤的设计，不只让实验简单、好操作，仍能达到极佳的实验成果。透过太阳能电池实验材料包所附的太阳能电池、音乐IC板等，就可以自行组装一个太阳能检测器，测试各种太阳能电池的性质，还能做出有趣的太阳能装置。

　　每组包含实验器具‧材料包、详细说明书以及实例报告书，提供孩子完整的实验概念，不同于传统的实验材料包只能照着说明书步骤操作，更能引导孩子做进一步的延伸思考与深入的研究，并提供示范实验报告的写作方式，让孩子学习如何自己规划实验、整理数据、检讨实验成败原因，并将成果写成报告，做完实验也就完成一份科学报告，搭配实验影片，更能体验超有趣的实作过程。

　　【产品内容】
　　塑胶、玻璃、铜／使用说明书16页／研究报告整理实例1张

　　【产品特色】
　　● 简易好做：
　　专为喜欢自己动手做科学实验的青少年，所设计的实验材料包。设计完备，只要照着做，一天就可完成。

　　● 安全无虞：
　　全套日本原装进口，符合国际认证标准，安全无疑虑，说明书并附上给父母的警语以及给孩子的注意事项，让亲师放心，孩子使用安全。

　　● 基础实验：
　　全套包含一组实验材料，一份详细的说明书，只要照着做，必能备好实验基本功。所附的「实例研究报告书」还教你怎么把实验结果记录下来，扎实的奠定设计科学实验的基础，为未来做科展或科学研究铺路。

　　● 延伸创意：
　　与坊间半成品的教具不同，【自由研究】每个实验都是从零开始，教你做出完整的实验及写出报告，另外，还引导进行延伸思考，利用同样的实验工具，提出新的假设，设计属于自己的实验，科学实验变得趣味十足。

　　● STEM素养：
　　透过动手做，让孩子尽早接触科学、技术、工程和数学，从小培养STEM科技理工素养，训练思辨质疑、问问题和解决问题的能力，无论未来是设计科展，从事科学研究，都能游刃有余！

名家推荐

　　唐永安 | 新北市大鹏国小校长&新北市综合活动领域辅导小组召集人
　　高宪章 | 淡江大学理学院 科学教育中心 执行长
　　萧俊杰 | 科学X博士
　　谢甫宜 | 高雄师范大学科学教育研究所博士 & 高雄市阳明国中自然领域老师

　　唐永安
　　新北市大鹏国小校长 &新北市综合活动领域辅导小组召集人
　　科学的学习包含「科学概念」及「实验技术」， 最好的学习方法就是动手实作，透过Try & Error来形成学习者的独特逻辑思考与探索技能。【自由研究】系列落实了十二年国教倡导的「自主学习」精神，从饶富趣味的生活情境问题出发，后对科学文本的阅读理解，并以真实的科学技术激发动手挑战的学习欲望。【自由研究】富含「乐趣与体验」的科学学习元素，完整呈现科学「素养教育」的核心内涵，让每一位学习者都成为科普专家。

　　高宪章
　　淡江大学理学院科学教育中心执行长
　　化学实验的设计和操作，总是有一定的逻辑在运作，绝对不是化学家常开玩笑的A+B就会变成C，化学药品那么多，有些身边就能取得，但是使用不当就会得到错误的推论。【自由研究】准备的不只是实验用的药品和器材，实验最重要的背景知识和推理思路，说明书都写的简单好读，真的了解这些原理之后，好好地透过这些实验踏入研究的领域吧!

　　萧俊杰
　　科学X博士
　　动手，已经成为近年来科学学习的主要趋势。许多家长们，也愿意选择实作的方法，来让小朋友们认识科学。然而，科学主题的选定、实验器材的准备、还有科学内容的正确性，往往是家长们碰到的共同问题。这套《科学少年》所介绍，来自日本的【自由研究】实验教具，不止可以同时解决以上问题，还可以让家长陪伴小朋友们，一同体验科学学习的乐趣。您还在等什么呢？

　　谢甫宜
　　高雄师范大学科学教育研究所博士／高雄市阳明国中自然领域老师
　　笔者从事实作教学与科普写作近20年来，很高兴《科学少年》即将出版兼顾青少年认知发展、学习动机、以及能培养科学写作能力的【自由研究】教具。 不同于坊间食谱式实验(cooked experiment)的科普书籍，【自由研究】除了提供有趣的实作影片、设计精致的材料包与说明书外，尚提供能让孩子练习汇整实验数据与如何写作的实验报告范例，孩子们透过有趣的科普实作历程，也培养了身为现代公民不可或缺的科学探究能力。因此，跟着饶富趣味性与认知性的【自由研究】实作 历程，除了理解重要的科学概念之外，也走了一趟科学探究的历程喔！
 

好的，这是一份关于《自由研究：太阳能电池大调查》的图书简介，不包含该书内容的详细介绍。 --- 《能源新纪元：从基础科学到未来应用的深度探索》 图书简介 在人类社会对可持续能源需求日益迫切的今天，能源科学的前沿探索不仅关乎技术的突破，更关乎文明的未来走向。本书《能源新纪元：从基础科学到未来应用的深度探索》并非聚焦于某一种特定的能源技术，而是旨在提供一个宏大、全面且深入的视角，审视当代能源领域的核心挑战、关键科学原理以及新兴技术路线的潜在影响。 本书结构严谨，内容涵盖了能源转化的物理化学基础、现有能源系统的效率瓶颈、以及面向未来的系统性解决方案。我们相信，理解能源的本质是掌握未来的钥匙。 第一部分：能源转化的物理化学基石 本部分首先回顾了热力学与量子力学在能源科学中的基础地位。我们详细阐述了能量守恒定律在不同尺度能源转换过程中的体现，并深入剖析了热力学第二定律对所有能量转换效率的根本限制。 随后，我们转向微观世界，探讨了物质与能量相互作用的机制。重点分析了激发态动力学，即光子与原子、分子相互作用后能量转移和耗散的路径。这部分内容旨在为读者构建一个坚实的理论框架，理解任何能量捕获或储存过程的内在物理极限。我们对比了不同材料体系（如半导体、分子晶体、电解质）在能量捕获界面上的电荷分离与传输效率差异，强调了缺陷工程和界面工程在优化转化过程中的关键作用。 第二部分：现有能源系统的瓶颈与优化路径 能源供应体系的现状是多维度的，本书不会孤立地看待任何单一技术。本部分对化石燃料、核能（包括裂变与聚变研究的现状）以及传统可再生能源（如大型水力、风能）进行了系统性的评估。 对于化石燃料，重点讨论了碳捕集、利用与封存（CCUS）技术的工程可行性和经济性挑战，分析了其在能源转型过渡期的作用定位。对于核能，我们详尽考察了第四代反应堆技术（如快堆、熔盐堆）的设计原理、安全性提升措施以及聚变研究（如托卡马克与仿星器）的最新进展及其面临的材料科学难题。 在可再生能源方面，本书着眼于系统集成和间歇性问题。我们分析了电网的柔性需求，探讨了先进的预测模型如何帮助管理风能和水能的波动性。这部分的核心论点是：任何单一能源的局限性，都必须通过系统化的集成方案来克服。 第三部分：面向未来的能源存储与传输技术 能源的“可获得性”和“可调度性”是现代社会对能源系统的核心要求。本部分将焦点完全转向高效、安全、大规模的能源存储技术。 我们对电化学储能进行了深入的比较分析。除了锂离子电池的结构优化和能量密度提升外，本书详细介绍了下一代电池化学体系的研究进展，包括固态电池、钠离子电池和锌空气电池等。特别关注了它们在循环寿命、安全性和原材料供应链方面的优势与劣势。 此外，本书也探讨了非电化学储能的潜力。这包括机械储能（如压缩空气储能CAES、重力储能）、热储能（如熔盐储能、相变材料储热）以及化学储能（如氢能的制备、储存与利用）。氢能作为清洁燃料的载体，其制备（电解水、甲烷重整）过程中的能效与成本控制是本章的重点。 第四部分：能源系统的数字化与智能化管理 能源系统的未来不仅仅是技术硬件的进步，更是管理和调度方式的革命。本部分探讨了能源互联网（Smart Grid）的架构与核心技术。 我们探讨了物联网（IoT）传感器网络在实时监测能源消耗和生产中的应用，以及人工智能（AI）和机器学习算法如何被用于优化配电网络、预测负荷波动和进行资产健康管理。数据安全和隐私保护在高度互联的能源系统中扮演的角色也被审慎地讨论。 此外，本书还引入了能源经济学的视角，分析了不同能源政策（如碳税、补贴机制）对技术路线选择的引导作用，并模拟了能源系统向低碳净零排放目标过渡所需的跨部门协同路径。 结语：构建弹性与韧性的未来能源生态 本书的最终目标是引导读者超越对单一技术的狂热追逐，转而关注整个能源生态系统的韧性、效率和公平性。我们强调，能源的未来是一个复杂的、多学科交叉的系统工程，需要科学的严谨性、工程的创新性，以及政策制定的远见卓识。 《能源新纪元》适合能源工程、应用物理、材料科学等专业的学生、科研人员，以及所有关注全球气候变化与可持续发展政策的专业人士和深度爱好者阅读。它提供了一张详尽的地图，指引我们穿越当前的能源迷雾，抵达一个更清洁、更可靠的未来。

作者简介

日本学研编辑部（Gakken）

　　日本第一大教育类出版集团 ，拥有50年出版科学模型和实验教材的丰富经验及最专业的团队。

译者简介

宋碧华

　　东吴大学日文系毕业。曾任职《牛顿》科学杂志日文编辑。目前专职翻译，译作有《森林里的土壤制造机—杂木林的生态绘本》、《家门外的自然课》、《与实物等大 动物园》、《不可思议的昆虫世界》、《昆虫记6—芫菁大冒险》、《植物趣味问答题》、《动物的亲子关系》等书。
 

教具组件 1
让音乐IC板发出声音吧！ ４
太阳能电池大调查 6
有趣的太阳能装置①闹钟音乐盒 10
有趣的太阳能装置②亮度检查 12
更多太阳能电池的祕密！ 14
 

编者序

自由研究－找一天来玩科学实验并且完成报告吧！

　　「自由研究」是日本学研社制作发行的科学实验组，《科学少年》编辑部从其中十多项的产品中，配合国内教育课程与台湾环境，特别精选出「指纹」、「维生素C」与「太阳能电池」三组引入国内。操作说明书与实验报告范例全部中文化，并且与实验材料一起在日本印刷、制造与组装，品质保证。

　　会选择了「自由研究」，是因为这个系列除了设计巧妙、制作精良、操作容易之外，还示范实验报告的写作方式，从使用者经由整理实验报告，反刍实验目标与操作过程、了解科学原理与知识背景、拓展思考范围与发想空间。在得到科学知识的同时，让理解能力、操作能力与写作能力三者合一。

　　你的第一份科学实验组，就是「自由研究」。

评分☆☆☆☆☆

哇！我最近拿到一本叫做《自由研究：太阳能电池大调查》的书，光看书名就觉得超有意思的！作为一个对生活周遭大小事都充满好奇的台湾人，尤其最近大家都很关注环保跟能源议题，太阳能更是热门中的热门。这本书听说是会深入浅出地带我们了解太阳能电池的原理、发展历史，甚至可能是未来趋势。我脑中立刻浮现出好多画面：可能会有彩色的图解，把那些复杂的半导体物理讲得像故事一样有趣；又或许会有访谈，让我们听到研发人员的心声，了解他们为了开发更高效、更便宜的太阳能电池付出了多少努力。我特别期待的部分是，书中会不会介绍台湾在太阳能领域有什么独特的贡献？毕竟台湾的科技实力大家有目共睹，是不是有什么隐藏的“国宝级”技术或创新应用？而且，“大调查”这三个字让我觉得这本书不会只是纸上谈兵，可能还会有实际的案例分析，像是太阳能板安装在屋顶、农田，甚至漂浮在水面上，这些不同场景下的应用效果和挑战，都让我跃跃欲试想一探究竟。这本书绝对是想提升能源知识、关心地球未来的我，一个不容错过的绝佳选择！

评分☆☆☆☆☆

说实话，《自由研究：太阳能电池大调查》这个书名让我眼前一亮，因为我一直对能源的未来充满忧虑，也对那些看起来很“高科技”的太阳能电池充满好奇。我希望这本书能像一个资深的探险家，带领我们深入太阳能电池的“秘境”。我特别期待书中有关于太阳能电池发展史的介绍，了解从最初的简单装置到如今琳琅满目的高科技产品，这个过程中经历了哪些重大的突破和挑战。而且，“大调查”这个词让我觉得这本书会非常全面，不只是讲解原理，可能还会探讨太阳能电池的经济性、环境影响，甚至政治层面的议题。像是，不同国家在太阳能发展上的策略差异，以及它在应对气候变化方面扮演的角色。我脑海中浮现的画面是，书中会有大量的数据图表，但这些图表会被巧妙地设计，变得易于理解，甚至可能穿插一些引人入胜的故事，讲述一些在太阳能领域默默耕耘的科学家和工程师们的故事。这本书感觉就像一个百科全书，但又不会让人觉得枯燥乏味，而是充满启发性和探索性的。

评分☆☆☆☆☆

《自由研究：太阳能电池大调查》这个书名，对我们这些非专业人士来说，简直是一道光！我一直觉得，太阳能发电听起来很环保很棒，但到底是怎么运作的？那些电池板是怎么把阳光变成电的？这些问题在我脑子里盘旋了好久。这本书的“自由研究”听起来就有一种探险感，好像可以自己跟着书本的脚步，一步一步解开太阳能电池的奥秘。我特别希望书中能有非常生动的图解，把那些抽象的物理概念图像化，比如解释光子的能量如何激发电子，甚至可以模拟出电子在半导体材料中移动的过程。而且，我觉得“大调查”这个词，代表了这本书不会只停留在基础的理论讲解，很有可能还会触及到太阳能技术的最新发展，像是更高效的电池设计、更低成本的生产技术，甚至是太阳能电池在不同领域的创新应用，比如集成到建筑材料、服装，甚至交通工具上。这本书的感觉就像一个导游，带你进入一个你原本以为很复杂、很遥远的世界，然后用一种轻松有趣的方式，让你彻底了解它、爱上它。

评分☆☆☆☆☆

《自由研究：太阳能电池大调查》这个书名，本身就带着一种“解密”的吸引力！我一直觉得，太阳能发电是未来的大势所趋，但对于它的具体运作方式，我总觉得隔着一层纱。这本书的“自由研究”听起来就像是给我一个探险地图，让我可以跟着它去揭开太阳能电池的神秘面纱。我特别希望书中能用通俗易懂的语言，解释那些复杂的物理和化学原理，比如半导体材料的特性、光伏效应的产生机制，甚至可以透过一些类比，让我们更容易理解。而且，“大调查”这个词让我感觉这本书的内容会非常丰富，可能不只是基础知识，还会包含一些最新的研究成果和发展趋势。我非常期待看到书中对不同类型太阳能电池的比较分析，像是晶硅电池、薄膜电池，以及一些新兴的材料，例如量子点电池或有机太阳能电池，它们各自的优势、劣势以及未来的应用前景。这本书给我的感觉，就像是一个贴心的向导，带我走进太阳能的奇妙世界，让我不仅能了解“是什么”，更能理解“为什么”和“会怎样”。

评分☆☆☆☆☆

拿到《自由研究：太阳能电池大调查》这本书，我最直接的感受就是它的“动手”精神！我一直觉得，了解一个新事物，光看理论是不够的，一定要亲身体验，或者至少透过书本的引导，能够模拟出一些情境。所以，我非常期待这本书里会不会提供一些实际操作的指导，比方说，简单的家庭用太阳能发电装置的DIY教学，或者如何评估自家屋顶的太阳能潜力。即使是纯粹的理论介绍，我也希望它能摆脱枯燥的公式和图表，而是用更贴近生活的比喻，像是把太阳能电池比喻成“收集阳光的小小捕手”，或者解释光电效应时，可以类比成“阳光轻轻一碰，电子就跳舞起来”。我对书中关于太阳能电池的“大调查”部分也特别好奇，这会不会包含一些实地考察的纪录？像是去参观太阳能电厂，近距离观察那些闪闪发光的电池板，了解它们的生产流程和运作原理？或者，书中会不会分析不同类型太阳能电池的优缺点，像是硅基、薄膜，甚至是最近很夯的钙钛矿电池，它们各自的特色和未来的发展潜力？这本书的感觉就是，它不只是提供知识，更像是点燃你的好奇心，带你一起去“调查”这个充满无限可能的能源领域。