太陽光発電の仕組み

太陽電池の仕組み

太陽電池は太陽光エネルギーを利用して発電します。地球に到達する太陽光は、快晴時の正午あたりの時間で1KW/m2と言われています。

太陽電池の仕組み右の図は太陽光発電の仕組みを表したものです。

P型とN型を接合したシリコン半導体に太陽光が当たると、正の電気と負の電気が生まれます。正の電気はP型シリコンに、負の電気はN型シリコンへそれぞれ移動し、電極に電圧が生まれます。

ここで作られた電気がは、パワーコンディショナという機械により家庭で利用できる電気に変換され、さまざまな家電製品に使用されます。

太陽電池には様々な種類があり、それらは材料や構造等によって分類されています。材料によりシリコン系と化合物系の２つに大別され、シリコン系はさらに結晶系と非結晶系のアモルファスに分けられ、結晶系には単結晶と多結晶があります。

太陽電池の種類

分類		特徴
シリコン	結晶系	変換効率が14％以上と高く、信頼性は安定している。将来的に薄膜化されることで、コストをより低く押さえられることが期待されている。
シリコン	アモルファス	少ない材料で製造でき、結晶系に比べ製造工程が低温であるため、将来的な大量生産時には低コスト太陽電池として期待されている。蛍光灯下でも使用できるため、電卓用電池として多く採用されている。初期段階で変換効率が10％程度劣化するという問題点がある。
化合物半導体	II－VI族	変換効率は若干低いが、信頼性・コストは比較的安定している。
化合物半導体	III－V族	変換効率が高く、放射線による劣化が少ない。また、温度上昇による特性低下が少ないため信頼性が高く、人工衛星にも使用されている。しかしながら、材料が高いためコストが高い。