太陽電池とは?材料や作り方も紹介!

太陽電池は、次世代エネルギー、地球温暖化防止への切り札と言われ、とても注目を集めている発電方法なんだよ。
知ってた?
太陽電池ってすごいんだ!

太陽電池の原料シリコンの不足。素材メーカーも増産の動き

 

太陽電池を作るためには、シリコンが必要なんだよ。

太陽電池や半導体の原料に使われるのは、多結晶シリコンであり、将来的に太陽電池の需要が伸びるといわれていることから、太陽電池事業に参入している企業は、こぞって多結晶シリコンの工場を建設しています。
大阪チタニウムテクノロジーズは、太陽電池に使われる多結晶シリコンの新しい工場を2011年までに建設する予定です。

 

大阪チタニウムテクノロジーズは、400億円以上を投資する予定であります。
この工場の建設により、生産能力は、現在の約3倍以上になる予定です。

 

太陽電池の普及は加速しているため、素材メーカーでも多結晶シリコンの増産の動きがたくさんあります。

シャープの薄膜多結晶シリコン太陽電池

太陽電池とは?
太陽電池は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置のことです。
太陽電池は、空気を汚さない、クリーンで環境に優しく、次世代のエネルギーとして、とても注目を集めていますがその材料は、種類によって多少の違いがあります。
住宅用などの太陽電池として普及している太陽電池の材料は、太陽電池のパネルに使うシリコンがあります。
シリコンとはケイ素からできていますが、半導体のことです。
n型シリコンとp型シリコンという性質のことなるシリコンを使うのですが、太陽電池において、まず必要な材料はシリコンです。

 

太陽電池にも、その構造において、数種類に分けることができます。
その中で、薄膜多結晶シリコン太陽電池といわれるものがあります。
この太陽電池は、薄い多結晶シリコンでできた太陽電池です。

 

薄膜多結晶シリコン太陽電池の特徴とは?

薄膜多結晶シリコン太陽電池は名前のとおり、パネルの厚さがとても薄いことです。
従来のシリコンを使った太陽電池と比べて、10分の1くらいの厚さになります。

 

厚さが薄いということは、原料であるシリコンの使用量が少なくて済みますから、それだけコストも削減ができます。
また、製造にかかるエネルギーも少なくて済みます。

 

ただ、薄膜多結晶シリコン太陽電池は、変換率のアップと、製造の技術がこれからの課題といえます。
薄膜多結晶シリコン太陽電池を量産するシャープでは、現在約9%といわれる変換効率を10%~12%まで引き上げたいとしています。

シリコン系太陽電池と非シリコン系太陽電池

今までの太陽電池は、その材料としてシリコンを使用しています。
しかし、シリコンはその原材料の不足が懸念されています。

 

日本の自動車メーカーとして有名なホンダは、非シリコン系の太陽電池を開発しました。
今までの太陽電池に使っているシリコンは、半導体の加工技術により制作が可能であることから、主に電機メーカーが主流となって開発を進めてきましたが、自動車メーカーのホンダは、非シリコンの太陽電池の開発に力を入れてきました。

 

ホンダが開発した、非シリコン系の太陽電池CIGSは、銅・インジウム・ガリウム・セレンの化合物を薄膜に貼って作ります。
この太陽電池の場合、シリコン系の太陽電池より、必要な材料が少なく、薄膜シリコン太陽電池よりも、もっと薄く製造することができます。

 

また、製造する時に必要なエネルギーの削減もできます。

ただ、ホンダが開発した太陽電池は、従来のシリコン太陽電池に比べて、変換効率が低く、また製造技術が難しいために大量生産が困難です。

太陽電池は作れる!その作り方とは?

 

太陽電池は自分で作ることができるんだよ。

実用化されている太陽電池の主なタイプは、n型半導体とp型半導体を張り合わせたパネルを使用したもので、作る方法としては色素増感太陽電池の実験キットなどもあり、身近で体感しながら太陽電池の作り方を学ぶこともできます。

太陽電池の作り方を学ぶ

太陽電池は、とても身近な発電方法となってきました。
しかし、太陽電池の材質や作り方については、知らない人のほうが多いかもしれません。

 

最近、太陽電池を自宅に設置する人が増えており、太陽電池に興味を持つ方が増えてきました。
そのため大学の工学部や企業などで、太陽電池のセミナーなども行われており、太陽電池に関しての基本的な作り方や、システムなどを分かりやすく解説してくれます。

 

太陽電池の作り方を開設してくれるセミナーなどは、とても人気があります。

太陽電池のセミナーに興味のある人は、大学などのホームページで受講生を募集しておりますので、是非一度参加してみてください。

 

また地域によっては、市民セミナーも開講されていますので、地方自治体のホームページなども参考にしてください。

 

また、太陽電池を使ったおもちゃの工作キットなどが販売されており、価格が3000円程度ととても手軽なこと、作る人によって、難しさを選ぶことができるようなっていることから人気があります。

太陽電池を使った動くおもちゃの作り方

最近、子どもたちの工作で、太陽電池を使った動くおもちゃの製作キットが人気を集めています。

これらのキットには、太陽電池・導線・組み立て用のプラスティック工具などがセットになっており、作ってすぐに動かすことができます。

 

これらのキットが人気を集めている理由は、ただ単におもちゃを作るだけでなく、子どもたちに電気回路の作り方や、ソーラー回路の作り方、電圧の上げ方、電流の増やし方など、電気に対しての基本的な知識を遊びながら教えることができるので、ソーラーエネルギーについていろいろと考えることができます。

 

また、電気が苦手な保護者の人にも安心できるように、とても詳しい作り方の説明書などもついています。
太陽電池を使ったおもちゃには、付属品もいろいろとあり、子供たちは、自分で作り方をみながら作成し、完成してからもソーラーパワーの不思議さと面白さ・便利さを体験できます。

 

上級者はキットではなく材料をそろえて自分で製作も可能!

太陽電池の工作は、キットとして販売されているものも多いのですが、上級者になりますと、一つずつ材料をそろえて作っていく人もたくさんいます。

 

工作用の材料としての太陽電池は、構造的には住宅用とあまり変わりは無いのですが、やはり、とても小さなものでないといけません。
工作用の材料として使うことができる太陽電池は、インターネットなどで販売されていますが、価格の安い、外国製の太陽電池が多く、電圧が2V、短絡電流が500ミリアンペアくらいの太陽電池が多く販売されており、価格は3000円くらいです。

 

大きさは10cm程度、厚さは7ミリ程度で、ケーブルなどの材料は別売りになっていることが多く、それらを別々に購入し、半田付けをして使用します。
工作用の材料として使用する太陽電池は、日本製の場合、性能がよく安心ですが価格が高くなります。

 

覚えておきたい!太陽電池について

  • 製造工場を建設、素材メーカーも多結晶シリコンの増産の動き。
  • 薄膜多結晶シリコン太陽電池、パネルの厚さが薄くコスト削減が可能だが変換効率の引き上げが課題
  • シャープでは変換効率10%~12%への引き上げを目標としている。
  • 薄膜太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、CIGS太陽電池、HIT太陽電池、量子ドット太陽電池、色素増感太陽電池など、さまざまなタイプがある太陽電池。
  • 工作キットなども販売されており、楽しみながら太陽電池の作り方を学べる。
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