おべんとうログ

太陽光や螢光灯の光がなぜ電気になるのでしょうか。

その秘密のカギは電池の材料であるシリコンにあります。

シリコンは岩石の主要成分で、地球上では酸素の次に多いものです。

このどこにでもあるシリコンの薄い膜に光を当てると、シリコン原子中の電子が飛び出してきます。

この性質をうまく利用すると電気をつくり出すことができるのです。

つまりシリコン膜の端にN(マイナス)極とP(プラス)極をつくり、回路を設け接続さえすれば、光を照射するだけで電気は自然に流れ出す仕組みです。

太陽電池には製法などからいくつかの種類があります。

その代表は単結晶シリコンとアモルファス(非晶質)シリコンの2種類です。

問題は、光を電気に変える割合(光電変換効率)の大小とシリコン膜をつくる費用でこの2つの要素が太陽電池の商品性の決め手になります。

単結晶シリコンは、実験段階で変換効率が約50%と高いのが特徴です。

地中から取り出し複雑な精製工程を経て得られる石油でさえ、燃やして発電する際の燃料効率は30%しかありません。

高価な石油の半分の効率で、無尽蔵の太陽光を電気に変えてしまうことになるのです。

単結晶の働きのよさがわかろうというものですね。

しかし欠点もあります。

それはコストが高いこと。

15%という変換効率を維持するには、不純物の割合が1億～10億分の1という高純度のシリコンを必要とします。

しかも高価なシリコンをいったん1400度の高温で溶かしたうえ棒状に仕立て上げ、さらに厚さ約0・3ミリの薄い円板に切っていくという面倒くさい工程をたどらねばならないのです。

これに対してアモルファスは、変換効率こそ7～8%(10センチ角)と低いものの、製造コストについては単結晶の100分の1程度に引き下げることが可能。

しかも製造法はいたって簡単です。