いつの日か、世界が完全に太陽エネルギーに依存するようになる可能性はありますか? この質問に答えるには、まずソーラーパネルがどのように機能するかを調べる必要があります。

ソーラー パネル (PV モジュールとも呼ばれます) は、太陽光発電システムのコア コンポーネントです。太陽光発電所の電力効率に直接影響します。1 つのソーラー パネルは、多数の小さな PV セルで構成されています。各セルは、半導体として機能する結晶シリコンでできています。ソーラーパネルが太陽光にさらされると、太陽光エネルギーを電気に変換します。

ソーラーパネルは、太陽電池と呼ばれる小さな単位で構成されています。主流の太陽電池はシリコンでできています。地球上で 2 番目に多い元素である半導体です。太陽電池は、導電層の間に挟まれています。各シリコン原子は、電流が流れないように電子を所定の位置に保つ 4 つの強力な結合によって隣接する原子に接続されています。鍵は何ですか？シリコン太陽電池には 2 つの異なるシリコン層があり、N 型シリコンには余分な電子があり、P 型シリコンには正孔と呼ばれる電子のための余分なスペースがあります。2 種類のシリコンが接触する場所では、電子が P/N ジャンクションを横切ってさまよい、片側に正電荷を残し、反対側に負電荷を生成します。

光は、太陽から放出されるフォトンと呼ばれる小さな粒子の流れと考えることができます。これらの光子の 1 つが十分なエネルギーでシリコン セルに衝突すると、その結合から電子をノックアウトしてホールを残すことができます。負に帯電した電子と正に帯電した正孔の位置は、自由に動き回ることができます。しかし、P/N ジャンクションの電界のために、それらは一方向にしか進みません。電子はN側に引き寄せられ、正孔はP側に引き寄せられます。可動電子は、セルの上部にある薄い金属フィンガーによって収集されます。そこから外部回路を通って流れ、電球に電力を供給するような電気的作業を行ってから、背面の導電性アルミニウム シートを通って戻ります。各シリコン セルは 0.5 ボルトしか出力しませんが、それらをモジュールに接続してより多くの電力を供給することができます。

詳細を知りたい場合は、このブログ投稿でソーラー パネルの仕組みの詳細を読むことができます。

現在、太陽電池パネルには、単結晶太陽電池パネル、多結晶太陽電池モジュール、薄膜太陽電池パネルの 3 種類があります。

単結晶太陽光発電パネルは、太陽光発電業界で広く使用され、高い光電変換率を持つ高純度の単結晶シリコン棒でできています。単結晶太陽電池セルの四隅は丸みを帯びており、色はほぼ黒です。さらに、単結晶セルの製作はより複雑であり、そのためコストが高くなります。

さまざまな直列および並列構成で配列された多結晶太陽電池の多結晶太陽電池モジュール コンポーネント。PV セルの四隅は正方形です。また、色はスカイブルーで、ポリソーラーパネルはモノパネルに比べて低コストです。

薄膜太陽電池パネルは、ガラス、プラスチック、または金属に堆積された半導体の薄膜でできています。フィルムは信じられないほど薄く、多くの場合、c-Si ウエハーの 20 分の 1 です。これにより、薄膜ソーラーパネルは柔軟で軽量になります。日陰や高温下など、特定の状況下で高い電力効率を発揮します。

太陽光発電は、より良く、より安くなり、グリッドからの電力と競合しています。また、トプコン セルや HJT セルなどのイノベーションは、ソーラー パネルに明るい未来をもたらす可能性があります。