主题：【原创】给温家宝总理的建言：有机太阳能是中国的发展方向 -- 井底望天

我学过固体物理，对无机材料比较了解。

首先讲一下导带和价带：严格讲来，任何材料的导带和价带都不是连续的，它们都是由分立的能级组成。但是，对于尺寸未小到一定程度的材料来说，分立能级之间的差非常小，因此，这些能级可以看做是“准连续”的，或者进一步简化叫做连续的“带”，这对于微米尺度及其上的材料都适用。当材料的尺寸小到纳米尺度时，有的材料的分立能级之间的差就达到相对来说很大的一个数值，这时就必须把导带和价带都看做是分立的能级、而不再是“带”了，有的材料则不行、尺度必须更小，具体指标是看各自材料的激子波尔半径。

再讲讲单晶硅。单晶硅的硅硅键仍是共价键，但为什么有一定的金属性呢？先讲一讲金属、半导体、绝缘体的差别。它们的差别在于能带结构的不同：有的金属的价带是半满带，有的金属的导带和价带是有部分重叠的部分，这样的价带也变成半满带，总之有半满带，半满带就意味着有大量可导电的电子，因此是金属；绝缘体中只有满带和空带，满带中有很多能级、但所有能级都被电子占满，这样的电子对导电没有贡献，满带也叫价带，空带中也有很多能级、但没有电子、因此无法导电，空带也叫导带，空带和满带之间是带隙，带隙中没有能级——可以把能级看做是电子可以坐的座位，连座位都没有，就更没电子可以呆住，因此，绝缘体的导电性非常差；半导体的能带结构跟绝缘体的一样，差别只在于它的带隙很窄，因此，价带中的部分电子可以在热驱动下跳到导带里变成导电电子，它们在价带中留下的空位就被叫做空穴，空穴相当于可导电的正电荷。硅的导电性就根源于此，首先，硅的带隙相对较小，其次，硅可以被参杂入杂质，这些杂质在带隙中形成杂质带，有的杂质带接近价带，那么就会有更多的价带电子跳入杂质带、从而留下更多的空穴来导电（这样的参杂叫p型参杂），有的相反、接近导带，那么杂质带中的电子就会跳入导带、使得导带中有更多的导电电子（这样的参杂叫n型参杂）。因此，硅的导电性比较好，还能被调控（还能进一步被外来电场来调控电子或空穴的浓度，这是晶体管的工作原理）。

最后说一点C60：单个C60的尺度非常小，它的能级都是互相有较大间距的分立的能级，因此，带的概念对其不适用，更谈不上它是不是金属或者半导体。但是，太阳能电池中的C60都是成堆在一起被使用、或者是跟别的材料混在一起使用，因此，不能把它们看做一个个单个的，它们的能带结构都要跟处理方式以及它们所处的材料环境一起考虑。