太陽光発電のしくみ

太陽光発電とは、太陽電池によって太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する発電システムのことです。

太陽電池は、シリコンなどの半導体で作られています。

■太陽電池の発電原理

太陽電池は、電気的な性質の異なるN型半導体と、P型半導体をつなぎあわせた構造をしています。

この2つの半導体の境目をPN結合と呼んでいます。

太陽電池に太陽が当たると、太陽光は太陽電池に吸収され、このとき吸収された光のエネルギーで「電子(-)」と「正孔(+)」が発生します。発生した電子(-)と正孔(+)はそれぞれ、正孔(+)はP型半導体へ、電子(-)はN型半導体へ引き寄せられます。

+と-がそれぞれP型半導体とN型半導体の両極に分かれることで、電池のような状態になり、そのため、P型半導体とN型半導体の表面に取り付けた電極どうしを繋ぐと電気が流れます。

その時、電極に電球やモーターのような負荷をつなぐと電気が流れ出し、電球が点灯したりモーターが回ったります。

 これが太陽電池の発電原理となります。

structure1   structure2
1.太陽電池の概略図です。n型シリコンとp型シリコンにそれぞれ電極がついています。   2.太陽光があたると、「電子(-)」と「正孔(+)」が発生します。
       
structure3   structure4-2
3.発生した電子(-)と正孔(+)はそれぞれ、正孔(+)はP型半導体へ、電子(-)はN型半導体へ引き寄せられます。   4.+と-が分かれることで電池のような状態になります。この時P型半導体とN型半導体の表面に取り付けた電極どうしを繋ぐと電気が流れます。