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ソーラーパネルの導入

ソーラーパネルの導入

1. ご存知のとおり、太陽エネルギーは再生可能エネルギーおよびクリーンエネルギーの中で最も重要な基本エネルギー源であり、世界中の多くの国が太陽エネルギーの変換と利用を研究しています。 太陽エネルギーを変換装置により熱エネルギーに変換することは太陽熱利用技術に属し、熱エネルギーを発電に利用することを太陽熱発電といいます。 太陽エネルギーを電気エネルギーに利用することは太陽光発電技術に属し、通常は半導体デバイスの光起電力効果（つまり、光起電力効果）によって変換されるため、太陽光発電技術とも呼ばれ、太陽エネルギーを変換する装置電気エネルギーに変換されるものは、ソーラーパネルまたは太陽光発電パネルと呼ばれます。

2. ソーラーパネルが太陽エネルギーを電気に変換する仕組みを知るには、まず PN 接合とは何かを理解する必要があります。 ソーラーパネルの製造に使用される半導体材料は、導体と絶縁体の間にある特別な物質であり、半導体原子は正に帯電した原子核と負に帯電した電子で構成され、半導体シリコン原子の外層には4つの電子があり、一定の規則に従って原子核の周りを回転しています。追跡。 外部からのエネルギーを受けると、これらの電子は軌道を外れて自由電子になり、元の位置に「穴」が残ります。 純粋なシリコン結晶では、自由電子と正孔の数は等しい。 シリコン結晶にホウ素、ガリウム、その他電子をトラップできる元素がドープされると、通常「p」という記号で示される正孔型半導体になります。 リンやヒ素などの電子を放出できる元素を組み込むと、「N」という記号で表される電子半導体になります。 これら XNUMX つの半導体を組み合わせると、それらの界面は PN 接合を形成します。

光起電力効果のPNセクション

では、ソーラーパネルはどのようにして太陽エネルギーを電気に変換するのでしょうか?

PN 接合は、電子と正孔の移動を妨げる壁のようなものです。 ソーラーパネルが太陽光にさらされると、電子は光エネルギーを受け取ってN型領域に向かって移動し、N型領域をマイナスに帯電させます。一方、正孔はP型領域に移動して、P型領域をプラスに帯電させます。充電された。 このようにして、PN 接合間に電圧が生成されます。 この現象が前述の「光起電力効果」である。 このときそれぞれP型層とN型層にある場合

金属線をはんだ付けし、負荷をオンにすると、外部回路に電流が流れます。 このようにして、特定の電圧と電流を生成することができます。つまり、太陽エネルギーを電気に変換するための出力電力を生成することができます。 ソーラーパネルの製造に使用される半導体材料は十数種類知られており、この技術は現在最も成熟しています。