ソーラーパネルのしくみはどうなっているの?

太陽の光が当たると 電子が飛び出す現象を利用している 

太陽電池1個では、起こせる電力が少ないので、何個もつないで大きな電力を取り出せるようにしたものがソーラーパネルだ。人工衛星は大きなソーラーパネルを装備しているが、これは少しでも大きな電力を起こすためなのだ。 太陽電池にはいくつかの種類があるが、広く使われているのはシリコンを材料としたものだ。

太陽電池は、トランジスタなどと同じ半導体の仲間で、種類の違うn型半導体とp型半導体をはりあわせてある。ここに太陽光が当たると電子が飛び出し、マイナスの電気を帯びた電子は、n型半導体の方に、プラスの電気を帯びた部分はp型半導体の方に集まる。この2つの半導体に電極をつけると、電子はn型半導体からp型半導体に流れる。この原理を利用して電気を取り出している。ちなみに、物質に光を当てると電子が飛び出す「光電効果」は、今から100年ほど前に、アインシュタインが理論的に解明した。太陽電池の生みの親はアインシュタインであるともいえるね。
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マイナスの電子は、n型半導体に、
プラスの正孔と呼ばれるものはp型半導体に集まる。
この結果、2つの電極の間に電位差ができるため、
銅線で電極どうしを結ぶと電子が流れる。
ソーラーパネルは、この太陽電池をたくさん並べたもの。

白鳥 敬(サイエンスライター)

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