太陽光発電の仕組み

太陽光発電とは？

次世代のクリーンエネルギー「太陽光」で電気をつくります。

近年、環境問題や資源問題などへの関心が高まり、自然エネルギーが注目されています。中でも期待が集まっているのが、「太陽光」です。太陽光エネルギーは、「地球に到達するエネルギーの1時間分だけで、人類が1年間に消費するエネルギー量に匹敵する」ほど巨大で、地域偏在性の少ない再生可能エネルギーです。この太陽光を各家庭で電気に変えることが、年々深刻化する環境問題や資源問題の有力な解決策の第一歩になるのです。

太陽光発電の仕組み

太陽光が半導体にあたると、
「＋」と「−」が発生します。

太陽電池は半導体でできています。半導体の原子は、太陽光があたると「＋」と「−」に分れる性質があるからです。この「＋」と「−」の発生が、電気をつくりだすための第1段階となります。

太陽電池の半導体は、
2種類に分けられています。

「＋」と「−」がただ発生しただけでは、まだ電気はつくれません。たとえば乾電池のように、「＋」と「−」を両極に分ける必要があります。そこで、太陽電池の中の半導体は、あらかじめ「＋」が集まる「P型半導体」と、「−」が集まる「N型半導体」の2種類に分けられています。

「＋」と「−」が、
別々の半導体に集まります。

「＋」は「P型半導体」に、「−」は「N型半導体」に集まります。この段階で、「＋」と「−」が両極にはっきりと分けられ、電池として機能する準備が整います。「＋」と「−」が、それぞれ別々の半導体に集まります。

2つの分れた「＋」と「−」の間に電圧が生まれ、半導体が「電池」になります。

乾電池と同じように、「＋」と「−」の間には電圧が発生します。そして、「＋」の電極となった「P型半導体」、「−」の電極となった「N型半導体」に電線をつなげば、電気を取り出すことができます。これが、太陽電池で発電できる仕組みです。

太陽電池の分類

どれも、同じように見える太陽電池。じつはいくつかの種類があり、それぞれ性能や特質が異なることをご存知ですか？使われる素材から分類され、「シリコン系」と「化合物系」の２つに大別できます。住宅用、産業用を問わず最も広く用いられているのが単結晶シリコンと多結晶シリコンの２種類ですが、近年は単結晶シリコンが主流になっています。発電効率の高い単結晶化合物は、高価で、人工衛星など特殊用途で用いられています。