太陽電池の仕組み

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太陽電池の仕組み

太陽電池の歴史

既に身近な製品にも多く使われている太陽電池ですが、実はこの太陽電池の基本原理自体が考えられたのは相当昔のことで、フランスの物理学者であるアレクサンドル・エドモン・ベクレル氏が1839年に最初に発見したとされています。

しかしこれは原理的なものだけで、実際の発電ができるようになったのは、アメリカの発明家による1884年のことで、これは半導体性のセレンと極薄の金の膜を接合したものとなっています。

ただし、当時のこの機器で得られた変換効率は約１％という非常に僅かで、後にセレン光電池として少し昔までカメラの露出計などに応用されていたに留まっています。

太陽電池が本格的に実用化していくのは、やはりシリコン型の普及と共にということになるのです。実用的な電力機器としての太陽電池が登場するのは1954年のことで、これはベル研究所のダリル・シャピン氏、カルビン・フラー氏、ゲラルド・ピアーソン氏が開発した結晶シリコン太陽電池です。

熱帯地方で通信機器に使う電池が使用できなかったというのがその開発背景にあり、代替電源として開発されたわけです。実用的になったといっても、太陽光エネルギーを電力変換する効率は6%程度ということだったので、通信用・宇宙用等が主な用途となりました。

それでも注目されたのは、一次電池の世界最初の人工衛星スプートニク1号が21日の電力寿命だったのに対し、太陽電池の人工衛星ヴァンガード1号では電力寿命が6年以上となったからで、その有用性が世界中でもおおいに認められ、無人灯台などで次第に用途を拡大し、日本では1960年代に量産が始まりました。

更に電源として本格的開発が進んだのは、1974年の石油ショックの時からで、2010年時点では23GWp/年まで増加しています。今後も変換効率の向上開発は進み続け、多様化もますます進むことでしょう。