仕組みと種類

光エネルギーから電気が発生するしくみ

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■太陽電池の構造は、次のように構成されています。
電気的な性質の異なるN型半導体(N型シリコン)と、P型半導体(P型シリコン)をつなぎ合せた構造。
電気を取り出すための電極 (+電極と-電極)
■光から電気が発生するしくみ
太陽電池に光が当たると、大半の光はシリコン結晶の中に入っていきます。 (ただし光の一部は表面で反射されて外部に逃げてしまいます。)
電太陽電池に光が吸収されると、シリコンの中に、プラスの電荷を持った正孔と、マイナスの電荷を持った電子が発生します。発生した正孔と電子はシリコンの中を自由に動き回ります。 しかしP型シリコンとN型シリコンとの境界(PN接合部といいます)を境にして正孔はP型シリコンの部分、電子はN型シリコンの部分に集まってきます。 P型シリコンは+の電気を、N型シリコンは-の電気を帯びるようになります。
太陽電池に負荷(電球など)をつなげると、その負荷に電流が流れ、太陽電池から電気を取出すことができます。
太陽電池の表面における反射を防止する反射防止膜

太陽電池の種類

現在、市販されている住宅用太陽光発電システムのほとんどが、シリコン系の結晶系です。
結晶系には、単結晶シリコン太陽電池と多結晶シリコン太陽電池とがあります。その他アモルファスシリコン太陽電池や人口衛星に使用されるタイプなどあります。


単結晶シリコン太陽電池
 
多結晶シリコン太陽電池
単結晶または多結晶のシリコン基板を使用したタイプで、発電効率が優れています。
現在最もたくさん生産されているタイプの太陽電池です。



アモルファスシリコン太陽電池
ガラス、または金属等の基板の上に、薄膜状のアモルファスシリコンを成長させて作ります。将来の低価格化が期待されている太陽電池です。





単結晶化合物半導体太陽電池
 
多結晶化合物半導体太陽電池
化合物半導体太陽電池とは複数の元素を主原料としたもので、単結晶と多結晶のものがあります。単結晶の太陽電池には、人工衛星などの特殊用途に使われているものなどがあります。多結晶のものには、用途や使用方法に合わせて多様な材料や構造のものがあります。
単結晶シリコン太陽電池と多結晶シリコン太陽電池それぞれの特徴をご紹介いたします。
種   類
拡大画像
特          徴
主なメーカー
単結晶
シリコン
太陽電池
太陽電池が光を電気に変換する効率を”変換効率”というのですが、単結晶太陽電池は変換効率が高く信頼性にも優れているのが特徴です。
しかし、原材料が高い為、価格が割高なので、経済効果に劣ります
設置面積が、十分確保できない場所や商用電力のない僻地での電源供給に適しています。
シャープ
三洋電機
昭和シェル
多結晶
シリコン
太陽電池
生産量が最も多く、住宅用太陽光発電システムの普及に最も貢献している太陽電池です。
単結晶に比べ製造しやすくコスト面で優れていて、設置面積が十分確保できる場合には、最もお勧めのタイプです。
シャープ
三菱電機
京セラ