太陽光発電の原理
ソーラーパネルは身近なところで使われているので、誰もがその姿は知っています。例えば電卓が一番いい例かもしれませんが、現在殆どの電卓はソーラー式で小さなソーラーパネルが付いています。このソーラーパネルが太陽電池素子であり、これを業界ではセルと呼んでいます。
原理としては、太陽電池素子の中にある電子に太陽光エネルギーを吸収させることで光起電力効果を起こして、電気エネルギーに変換させるのです。その変換過程では熱、蒸気、運動エネルギーへの変換が不要なのが大きな特徴で、太陽電池の内部に入射した光エネルギーは直接的に吸収されるもので、電界に導かれて電力として外部へ出力されます。
但し現在の技術では、1セルの出力電圧は通常0.5～1.0V程度しかありません。電圧を高くしようと思えば、複数の太陽電池を積層したハイブリッド型や多接合型にする必要があり、実用的な電圧が得られるように、一般的には複数のセルを直列接続して用いています。
最先端の薄膜型太陽電池では、複数の直列接続されたセルが既に一枚の基板に作り込まれており、これは小型でも高電圧の発生が可能で、セルを直列接続する結線工程も省力化できます。現在最も多く使われている太陽電池はシリコン系と化合物系という2種類ですが、丁度発光ダイオードの逆行程のような感じだと言えば想像しやすいかもしれません。