太陽電池の仕組み

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太陽電池の仕組み

太陽電池の原理

今後もいろいろな製品にも多く使われていくことになる太陽電池ですが、その原理ということになると、案外よくわかっていないものです。

太陽電池というのは半導体の一種で、光エネルギーを直接電気に変えるのですが、太陽光を受けている間だけ電気を発生するという太陽光の発電装置です。

これまでのたゆまぬ技術開発によって、光から電気に換える効率(変換効率)はかなり向上し、逆にコストは下がってきたので、一般家庭用の電源としても普及し始めることになったわけです。

太陽電池は、当然ながら地球温暖化の原因の二酸化炭素や有害な排気ガスは出しませんし、太陽がある限り発電し続けるのですから、極めてクリーンなエネルギー発生装置となります。

現時点で最も多く使われているのはシリコン太陽電池というタイプです。この太陽電池の簡単な仕組みですが、発電するために性質の異なる「n型シリコン」と「p型シリコン」という2つのシリコン半導体を重ね合わせた構造になっています。

このシリコン太陽電池に太陽光があたると、プラスとマイナス粒子（正孔と電子）が発生し、マイナス粒子はn型シリコンに集まり、プラス粒子はp型シリコンに集まります。これで電極となるわけで、電流が流れるのです。

太陽光から電気に変える効率を「変換効率」と言いますが、現在のシルコン太陽電池の変換効率は10～20％程度となっています。