「ソーラーチップ」または「フォトセル」および「ソーラーセル」とも呼ばれるソーラーパネルは、太陽光を使用して直接発電する光電半導体シートです。 光電効果や光化学効果により、太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置。 物理学では、太陽光発電（太陽光発電、略してPV）、または略して太陽光発電と呼ばれます。 単一の太陽電池を直接電源として使用することはできません。 電源として使用するには、いくつかの単一の太陽電池を直列および並列に接続し、コンポーネントにしっかりと密閉する必要があります。 その動作原理は、ソーラーパネルが日中に太陽エネルギーを吸収し、それを電気エネルギーに変換してバッテリーに保存し、バッテリーが夜に太陽エネルギーの街路灯に電力を供給するというものです。 では、なぜソーラーパネルは日当たりの良い条件で電気を生成するのでしょうか？
ソーラーパネルは通常、光に反応し、太陽光エネルギーを電気に変換できるデバイスを使用します。 最も一般的な材料は、地球上で最も豊富な材料の1つであるシリコンです。 ソーラーパネルの光電変換プロセスの基礎となる半導体特性を備えています。
しかし、最初に理解すべきことは、純粋なシリコンの導電率は非常に低く、結晶構造内を自由に移動できる電子がないということです。 その導電性を高めるために、純粋なシリコンは通常、その導電性を高めるために微量の不純物をドープされます。 この特性に応じて、さまざまな導電性デバイスを作成できます。
太陽エネルギー街路灯のソーラーパネルを作るために使用されるシリコンには、通常、リンまたはホウ素が追加されます。 ホウ素を加えると、シリコン結晶が穴を形成します。 元のシリコン原子は4つの電子に囲まれ、ホウ素原子は3つの電子だけに囲まれているため、元の結晶構造にドープすると正孔も生成されます。 電子がないと、この正孔は非常に不安定になり、他の電子を容易に吸収してP型半導体を形成します。
リンの不純物がシリコン結晶にドープされると、リン原子の周りに5つの電子があるため、余分な電子が非常にアクティブになり、N型半導体が形成されます。 P型半導体には多くの正孔があり、N型半導体には多くのアクティブな自由電子があります。 2つの接触すると、これらの自由電子は正孔を見つけて埋めます。 2つの間の接触面は、電位差、つまりPN接合を形成します。 P型側は正負に帯電し、N型側は正に帯電します。
光を受け取ると、光に含まれるエネルギーが半導体に伝達されます。 このエネルギーは電子の構造を緩め、自由に動きます。 これは、太陽光エネルギーが電子と正孔を分解するためです。 通常の状況では、特定のエネルギーを持つ光子が電子を放出し、それがたまたま自由な穴を形成します。 これが接触面のすぐ近くで発生し、ビルトイン電界に引き付けられると、電子はnゾーンに流れ込み、正孔はPゾーンに流れ込み、N型ゾーンからP-に電流を形成します。タイプゾーン。 バッテリーの発電所が形成されます。 電気は、充電に使用される電圧によって形成されます。
ただし、半導体は電気の良導体ではなく、電子はPN接合を流れてから半導体に流れ込むため、多くの損失が発生することに注意してください。 したがって、上層は通常金属でコーティングされています。 ただし、完全に塗装すると日光が当たらない原因になります。 通常の状況では、PN接合を覆うために金属グリッドが使用されます。 もう1つの注意点は、シリコンの表面が反射率が高いことです。 処理しないと、大量の太陽光が反射します。 この問題を解決するために、太陽エネルギー街路灯メーカーは通常、ソーラーパネルに低反射係数の保護フィルムの層を追加します。 反射による損失は5％以内に抑えられます。
