 |
太陽電池は半導体の一種で、光エネルギーを直接電気に変えます。そして、太陽光を受けている間だけ電気を発生する太陽光発電装置です。この技術は１９５４年に米国で発明されました。その後、人工衛星に搭載されたりなどしてきましたが、これまでの技術開発により、光から電気に変える効率（変換効率）が向上し、コストも下がってきたため、一般家庭用の電源としても普及し始めました。太陽電池は、地球温暖化の原因となる二酸化炭素や有害な排気ガスを出さず、太陽がある限り発電をし続ける、全くクリーンな発電装置です。 |
 |
現在も最も多く使われている太陽電池はシリコン太陽電池です。この太陽電池では発電のために性質の異なるｎ型シリコンとｐ型シリコンの２つのシリコン半導体を重ね合わせて使用しています。
光から電気に変える効率を「変換効率」とよんでいます。現在使われている太陽電池の変換効率は、10～20％程度です。 |
 |
 |
太陽電池は、使われる半導体によっていろいろ種類があります。大きくはシリコン系と化合物系他があります。現在の主流はシリコン系です。さらに、シリコン系の半導体には、結晶系と薄膜系があります。結晶系はシリコンを溶かして固めた後、スライスした基板を用いて作りますが、薄膜系はガラスなどの上にプラズマなどを利用して非常に薄いシリコンの膜を成膜して作ります。薄膜系は大きな面積のものを大量に作ることができますが、変換効率や信頼性の面で、まだ結晶系シリコンに劣っています。 |
| シリコン系 | 結晶系シリコン |  |
最も古い歴史があります。200μｍ～300μｍの薄いシリコンの単結晶の板（基盤）に太陽電池を作ります。基盤の値段が高いのが欠点ですが、性能や信頼性に優れています。 |
 |
比較的小さな結晶が集まった多結晶でできている基盤に太陽電池を作ったもので、単結晶より安価で、作りやすいことから現在の主流となっています。変換効率は、やや単結晶に劣ります。 |
||
| 薄膜系シリコン |  |
アルファモス（非結晶）シリコンや結晶シリコンをガラスなどの基板の上に１μm内外の非常に薄い膜を形成させて作った太陽電池です。大面積で量産ができるという特長がありますが、結晶系シリコンと比較して性能面に課題があります。 |
|
| その他 | 化合物系 |  |
化合物半導体の一種で、銅とインジウムとセレン等を原料とした薄膜太陽電池です。製造工程が簡単で高性能が期待できることから技術開発が進んでいます。 |
 |
ガリウムヒ素など特別な化合物半導体の基盤を使った超高性能（変換効率：30～40％）太陽電池です。 現在は、コストが高く宇宙などの特殊用途ですが、将来は身近で使えるよう技術開発が行われています。 |
||
| 有機物系 |  |
酸化チタンについた色素が、光を吸収して電子を放出することで発電する、新しいタイプの太陽電池です。簡単につくれ、応用範囲が広いため今後の発展が期待されます。 |
 |
太陽光発電とは太陽電池を使った発電のことです。太陽光発電システムは、太陽の光を電気（直流）に変える太陽電池と、その電気を直流から交流に変えるインバータなどで構成されています。現在、日本で多く利用されている住宅用の太陽光発電システムでは、発電した電気は室内で使いますが、電気が余った時には電力会社からくる配電線に戻し、電気が不足する夜間や雨天時には配電線から電気の供給を受けます。この配電線に戻した電力は、電力会社が買い取っています。 太陽光発電は、発電のための燃料が不要で、本質的には安価な発電施設といえます。しかし、現在ではまだ太陽電池などの製造コストが高く、火力発電などと比べると発電コスト（設備の費用などから計算するコストで電気代に相当するもの）が高いため、利用が制限されています。 |
|
|
 |
太陽電池については、日本は世界の生産量の約４９％を占めており、現在、世界最大の生産国です。技術的にも、米国や欧州に引けをとることなく進んでいます。太陽エネルギーは膨大で尽きることがありません。太陽光は１㎡当たり約１ｋＷのエネルギーを地球上に降りそそいでいます。例えば、ゴビ砂漠全部に太陽電池を敷きつめますと、地球上で人間が使っているエネルギーの全てをまかなうことができます。それも、太陽電池の性能が上がりコストがどんどん下がっていけば、遠い夢の話ではありません。なんと言っても、太陽光発電は地球の環境に悪影響がない、クリーンなエネルギーだということが一番の魅力です。 |
|
（出典：ＮＥＤＯ：独立行政法人 新エネルギー・産業技術開発機構ホームページより） |