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信州大学 工学部 電子情報システム工学科 橋本 佳男 教授

もっと取り出せ、太陽光のエネルギー

もっと取り出せ、太陽光のエネルギー

信州大学 
工学部 電子情報システム工学科

橋本 佳男 教授

30分のミニ講義を聴講しよう!新しい膜やカーボンが太陽電池を進化させる

効率のよい太陽電池の開発研究を紹介します。現在発電には使われていない青い光も活用するため、新しい化合物膜が開発されています。薄いカーボンなどと組み合わせると安価で高効率な新しい太陽電池の基礎ができます。その構造を最新の機器で見てみましょう。

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先生からのメッセージ

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太陽電池の研究は、電気の知識などの物理学、半導体などの電子工学や物質を作る化学の知識を総合してできるものです。基礎的な研究が、エネルギー問題を解決する新しい物を作りだし、そういった物を作る喜びを体験できる分野です。現在はより安く高性能な新しいものを作るという目標で研究していますが、その中から新しい技術が生まれて、エネルギーも節約できるようになるのはもちろん、場合によっては世の中では想像し得なかったようなものが新しい太陽電池になったりといった展開もあります。

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太陽電池と冷蔵庫 環境にやさしいエネルギーでの発電方式で最も一般的なもののひとつが太陽光発電です。太陽電池によって、太陽光のエネルギーを直接電力に変換するという方法です。太陽光発電は、発電量が「昼は高く、夜や曇りの日は低い」と、風力や潮力(波の力)の発電よりも発電量の増減が比較的予想しやすく、使用できる地域も限定されないため、扱いやすいエネルギーとされています。
太陽電池はその名とは違い、正確には、電気を蓄える電池ではなく、光のエネルギーから電力を起こす発電装置です。太陽電池による発電は、まず吸収した光から電子を作り、その電子を半導体と呼ばれる物質によって移動させて電気を流すという仕組みです。この半導体はコンピュータやほとんどの家電製品にも使われていて、冷蔵庫やエアコンなどのパッケージの「マイコン制御」という表示は、この半導体が使われているということを意味します。
太陽電池での半導体の働きは電子を電池の片側に流していくだけですが、コンピュータの半導体は、電子を自由に左右に動かすことで、その電子の位置の組み合わせによって、画像を表示するなどのいろいろな働きをこなします。
「脱シリコン」新しい材料を 実は現在市販されている太陽電池は、受けた太陽光のエネルギーから、多くても2割程度の電力しか取り出すことができません。消費者にとっては、果たして太陽電池を使えば得をするのかということが気になりますが、結論から言って、20年ほど使えばやっと元が取れるといった具合です。太陽電池がもっと安くなり、もっと効率的に電力を取り出すことができるようになれば、多くの住宅で積極的に利用できるでしょう。そのために、安くて高性能な太陽電池の研究が行われています。
従来のシリコンの板を使った太陽電池は製造のコストが高いため、安価に生産できる新しい太陽電池として、ガラスの板に金属の化合物を薄く乗せた太陽電池が現在注目されています。

先生からのメッセージ

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太陽電池の研究は、電気の知識などの物理学、半導体などの電子工学や物質を作る化学の知識を総合してできるものです。基礎的な研究が、エネルギー問題を解決する新しい物を作りだし、そういった物を作る喜びを体験できる分野です。現在はより安く高性能な新しいものを作るという目標で研究していますが、その中から新しい技術が生まれて、エネルギーも節約できるようになるのはもちろん、場合によっては世の中では想像し得なかったようなものが新しい太陽電池になったりといった展開もあります。

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