太陽電池の仕組みや種類、用途とは?太陽エネルギーに必要な電池

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“エネルギー”は私たちが生活するために必要不可欠なものです。
現在、日本ではほとんどのエネルギーを化石燃料から得ています。
しかし、化石燃料には資源に限界があるので問題になっているのです。
そこで、新しいエネルギーとなる「太陽電池」の仕組みについて説明します。
今あがっている問題を解決できる太陽電池には、一体どのような種類、用途があるのでしょうか。
これから、太陽電池の仕組み、種類、効率や寿命など詳しく説明していきます。
太陽電池について知りたい人はぜひ参考にしてください。

  1. 太陽電池の仕組み
  2. 太陽電池の種類
  3. 太陽電池の効率やコスト
  4. まとめ

1.太陽電池の仕組み

資源に限界のある化石燃料はさまざまな問題があがっています。
問題点を解決してくれるのが「太陽電池」です。
それでは、太陽電池の仕組みについて詳しく見ていきましょう。

1‐1.太陽の光をエネルギーに換える「変換素子(へんかんそし)」

石炭や石油を使用した化石燃料や原子力には、環境破壊・資源の限界など懸念(けねん)材料がたくさんあります。
日本は資源に豊富とは言えません。だからこそ、自然の力を利用した「自然エネルギー」が必要になります。
太陽電池は自然エネルギーの1つ「太陽エネルギー」をつくるためのものです。
太陽電池がなければ太陽エネルギーを得ることはできません。
太陽の光を吸収してエネルギーに変える「変換素子(へんかんそし)」の役割を持っているのです。
主に、太陽電池はシリコンと言った“半導体”で構成しています。
半導体に太陽光が当たると反応して光をエネルギーに変換するのです。

1‐2.太陽電池は「半導体」がポイント

太陽の真下にい続けると徐々に熱くなっていくでしょう。
通常の物質に太陽光が当たると熱を生み出します。
熱になったエネルギーは空気や周囲にあるものに伝わっていくのです。
よって、アスファルト道路も太陽光で熱くなります。
一方、太陽電池はまったく異なる仕組みです。
太陽電池は太陽のエネルギーが熱に変わる前に電力として有効活用します。
太陽電池の仕組みは「半導体」が大きなポイントです。熱に換わる前、瞬間的に光から電力へとシフトします。
基本的に、太陽光が当たっているときしか太陽電池は発電しません。
また、太陽電池は充電する必要もないです。とても環境にやさしい発電方法と言えるでしょう。

1‐3.「電子」と「光」の関係

太陽電池についてもっと詳しく掘りさげていきましょう。
私たちのまわりにある物質には「電子」が存在しています。
物質に含んでいる電子の数は非常に多いです。電子は光に敏感な性質を持っています。よって、電子が光を受けると反射・吸収するのです。
光のエネルギーを吸収した電子はエネルギーを周囲にばらまこうとします。ばらまいたエネルギーは熱になって物質を温めるのです。
以上の「電子」と「光」の関係が太陽電池に大きく働いています。
半導体で構成した太陽電池に光が当たると、電子がエネルギーを吸収するでしょう。
そして、放出するエネルギーを電気回路に押し出します。
まさに、電子を押し出す力が“電力”です。
太陽電池は電子と半導体の力を上手に利用している方法になります。

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