発電のしくみ

太陽電池

 太陽電池は、太陽の光エネルギー電気に変換することのできる半導体の一種です。

 「半導体」は、電気を通しやすい物体である「導体」と、電気を通さない「絶縁体」の中間の性質をもつ物質で、条件によって電気を通したり通さなかったりする物質です。

 白熱電球や蛍光灯の代わりとして普及し始めているLEDも太陽電池と同じ半導体の仲間です。

太陽電池は光起電力効果を利用して発電する

 現在普及しているシリコン系太陽電池は、マイナスの電気を帯びやすいn型半導体と、プラスの電気を帯びやすいp型半導体という2種類の半導体を接合して作られています。

 n型半導体とp型半導体を接合しただけでは電気は流れませんが、接合面に光が当たると光のエネルギーを吸収して自由に動き回ることのできる自由電子が発生します。

 また、自由電子はマイナスの電気を持って動き回るので、自由電子がもともとあった場所ではマイナスの電気が不足してプラスの電気を持った空間が発生します。

 このプラスの電気を持った空間は正孔と呼ばれます。

 光のエネルギーで発生した自由電子がn型半導体へ移動し、正孔がp型半導体へ移動することで電気が発生します。

 なお、このように光エネルギーが電子に吸収され電気が発生する現象は「光起電力効果」と呼ばれ、太陽電池の発電原理となっています。

 下の図は太陽電池の発電のしくみの模式図で、光起電力効果で発生した電力はn型半導体、p型半導体それぞれに取り付けられた電極を通じて外部に取り出され利用されます。

太陽電池の発電のしくみ

コメントは停止中です。

サブコンテンツ

このページの先頭へ