太陽電池の仕組み

ソーラーエネルギーによる太陽電池はエコロジーの観点から最も注目されている分野ですが、ここではその仕組みについて解説します。



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太陽電池の仕組み

化合物系などのその他の太陽電池


現在の主流はシリコン系となっているわけですが、その他のタイプも開発が進められています。


「化合物系」では、「CIS系」と「高効率化合物半導体」があります。「CIS系」とは化合物半導体の一種で、薄膜太陽電池を作るために銅とインジウムとセレン等を原料にしています。


メリットは製造工程が簡単なことで、また高性能が期待できるので、特に技術開発が進められています。


「高効率化合物半導体」は、特別な化合物半導体(ガリウムヒ素など)の基板を使った変換効率30〜40%という超高性能な太陽電池です。現在は、まだコストが高いので一般化はしていませんが、宇宙などの特殊用途では既に使われています。


「有機物系」では「色素増感型」に期待が集まっています。これは最も新しいタイプの太陽電池で、酸化チタン付着した色素が光を吸収し、電子を放出することで発電するという仕組みになっています。簡単に作れるのも大きなメリットで、応用範囲も広く、今後の実用化が大いに期待されています。


まだ理論レベルの段階ですが、量子効果を用いた太陽電池も検討されています。これは第三世代型太陽電池とも呼ばれているもので、単接合の太陽電池でも、異なる波長の光をそれぞれ高効率に変換することが可能で、変換効率の理論限界が60%以上になるとされています。ただし今までの半導体プロセスより高度で微細な加工プロセスが必要で、まだまだ多くの課題があるようです。


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