實驗目的:

藉由以不同色光照射三種不同顏色的太陽能電池來模擬人類視覺系統。

實驗步驟:

1. 製作太陽能電池: 每人分得3組陰陽電極，將3個陰極進入pH2、8、12的花青素中，分別為紅、藍及綠色，並貼上絕緣膠帶，以長尾夾將兩極固定後，灌入電解液。

2. 辨識色彩: 將7種不同波長之色光分別照射三種太陽能電池，用三用電表測其電流並記錄。(表一)

3. 將一組525nm與660nm和另一組660nm+420nm同時照射三種太陽能電池並測量記錄。(表二)

4. 以三種不同瓦特的燈泡照射太陽能電池，並測量記錄。(表三)

實驗數據與表格:

前一屆實驗數據表格連結: (連結一)

實驗結果討論:

探討不同光色LED的響應電流:

1. 表一的結果，照射小於500波長之光線的數值比前一屆做的少了許多，可能因為這次的實驗時間較為不足，一個組別大約只能實驗用四種不同波長的光照射產生電流的結果，其餘數值是與其他組別取得，因此使用的太陽能電池非同一套，可能使實驗結果不準確。

2. 理論上來說，因為紅色物體只會讓紅光通過；藍光物體只會讓藍光通過；綠色物體只會讓綠光通過，因此用波長介於400至500nm偏藍色的光線照射pH8的藍色之太陽能電池所產生的電流應為三者最大；用波長介於500至600nm偏綠色的光線照射pH12的綠色之太陽能電池所產生的電流應為三者最大；用波長介於600至700nm偏紅色的光線照射pH2的紅色之太陽能電池所產生的電流應為三者最大。

合成色光:

525nm+660nm:

• 同時將波長為525nm(綠光)與660nm(紅光)的光照射三種太陽能電池的結果。照pH2時產生的電流大小與照綠光與紅光的結果相似，皆生成0.016毫安培的電流，推測因為分別照紅光與綠光的結果都相同，故混和色光的結果也應相同；照pH8時產生的電流大小與照紅光的結果較相似，推測可能因為照射時，太陽能電池接受到紅光的能量較多；照pH12時產生的電流大小與照綠光的結果較相似，推測可能因為照射時，太陽能電池接受到綠光的能量較多。
• 他所產生的數值未和綠與紅光的混合光--黃光或橙色光(585nm)相似的原因應是我們人眼看到的混合黃光並非真的是波長為585nm左右的黃光，而是由人眼紅、綠、藍三種感色的錐狀細胞接收到不同強度的這三種色光去做的推測結果。

660nm+420nm:

• 這個方式的數據與其他種色光的數據皆無相似之處，因為這種混合色光人眼判斷為粉紅色，非自然存在的色光。

不同瓦特數燈泡的照射結果:

光強度與電流的關係:

• 從表三來看，pH8與pH12的結果皆是燈泡瓦特數愈高，產生的電流愈大。但是pH2的數據中，從40至100W的燈泡呈現兩側高而中間低的圖形，推測可能因為這數據是由別組所提供，因此不同的太陽能電池的測出結果會產生差異，不過從趨勢來看，結果仍是燈泡瓦特數愈高，產生的電流愈大。

花青素染料敏化太陽能電池原理簡介:

圖一

實驗心得:

這次的實驗讓我們更了解人類眼睛的感光原理，理解到光的顏色並非電磁波固有的物理性質，而是由人類大腦所解讀出的結果，而紅、綠和藍三種光的三原色，其實也是界定在人的標準上，其他動物眼中的世界是與人類相異甚大的。我們也學習到如何製造簡易的太陽能電池以及其原理，實在是受益良多。

資料來源:

http://wolfcrow.com/blog/notes-by-dr-optoglass-the-human-eye-part-iii/ (封面照)

https://sites.google.com/site/2016nthusummercamp09/visual-system/photosensitive-cell (連結一)

http://www.chem.pku.edu.cn/dczou/intro_res_knowledge_dssc.htm (圖一)