#2020/09/17 縦割りが生じるくらい、『行政機関』はたくさん分かれていたりします。

ソーラーパネル

技術要素
関連用語
 製造物
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  └電力器
   └発電器
    └ソーラーパネル
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簡単にいうと…

ソーラーパネルとは

 太陽光の光エネルギーを電気エネルギーへ変換する

技術要素です。

発電用素子を指してとくに太陽電池とも呼ばれます。

詳しくいうと…

電車や新幹線に乗っていると、車窓からソーラーパネルのある風景をよく見かけるようになりました。

発電施設や家庭の屋根だけでなく、(室内灯を利用して)腕時計や電卓など小型機器にも、また人工衛星や宇宙探査機にもソーラーパネルが組み込まれています。

そんな幅広く搭載されているソーラーパネルの中身を見てみましょう。

 

 

パネルは表面が強化ガラスで覆われており、その内部では太陽電池セル同士が接続されています。

この太陽電池セルが光を電気へ変換しているわけですが、そのさらに内部を詳しく見てみます。

 

 

太陽電池セル内部では、おおむねP型半導体N型半導体が層状に重なっています。

それらの中間には、空乏層と呼ばれる正孔/電子の結合対が集まる箇所があり、ここに太陽光があたることで電子が運動して電流が流れるのです(光起電力効果)。

光起電力効果とは、物質に光を当てることで電流が生じる現象だよ
太陽電池セルの原形はフォトダイオードと呼ばれる回路素子にあります。
光が電気を生じさせる詳しい説明は下記用語を参照ください:
フォトダイオード
光→電気への変換を利用して光を検出するよ
 
以上のようにソーラーパネルは、太陽光によって太陽電池セル内の電子を運動させることで電流を起こす、パネル-太陽電池セルのユニットです。
 
現在実用化されているソーラーパネルの電気変換の効率は20%台が多く、太陽光エネルギーの$\frac{1}{5}~\frac{1}{4}$程度を電気エネルギーへと換えているに留まりますが、わたしたちの家庭への補助電気として用いられており、クリーンエネルギーとして今後ますますの普及が目指されています。

 

・ソーラーパネルは、太陽光を電気へ変換する装置だよ
・パネル部分と太陽電池セル部分からなるユニットだよ
・光起電力効果を利用して発電するよ
 

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つまり…

ソーラーパネルとは

 太陽光の光エネルギーを、光起電力効果を利用して電気エネルギーへ変換する

技術要素なわけです。

 

家の屋根にソーラーパネルがあると、ちょっとハイカラじゃのぅ。

歴史のツボっぽくいうと…

  • 1839年
    光起電力効果の発見
    フランスの物理学者ベクレルが、薄い塩化銀で覆われた白銀の電極を電解液に浸したものに、光を照射すると、電流が生じる現象を発見する。

  • 1887年
    一般的な光電効果の発見
    ドイツの物理学者ヘルツが、紫外線の照射により、帯電した物体がその電荷を容易に失うという光電効果を発見する。

  • 1905年
    光電効果の理論的説明
    物理学者アインシュタインが、論文「光の発生と変換に関する1つの発見的な見地について」において光量子仮説を発表し、光子と電子の相互作用という説明によって光電効果が理論づけられる。

  • 1954年
    太陽電池の開発
    アメリカ・ベル研究所のダリル・シャピン、カルビン・フラー、ゲラルド・ピアーソンが、pn接合を用いた太陽電池を開発、現在の太陽電池の原形となる。

 

<参考文献>(2019/08/22 visited)

ソーラーパネル - Wikipedia
太陽電池 - Wikipedia
太陽電池パネル(ソーラーパネル):三洋製HITシリーズ HIP-63S1
三洋 太陽電池パネル(ソーラーパネル:HITシリーズ)の仕様・価格のご紹介です。
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