昨年（2023年）あたりからペロブスカイト太陽電池の名を見かけることがぐーんと増えたような気がする。
太陽電池について。
一応、電池「史」その２（2019年の記事）の続き。
乾電池、リチウムイオン電池などは、
・ 化学反応のエネルギー ⇒ 電気エネルギー
太陽電池は、
・ 太陽光のエネルギー ⇒ 電気エネルギー
金属に光が当たって電気が流れる光電効果の応用
原理が異なる。
太陽電池
太陽電池は割と昔から身近にある。
近くにソーラーパネルや太陽光発電所がなくても、電卓や時計などに使われている。
1958年、人工衛星バンガード１号（アメリカ）で使われたのが実用化の始まり。
最初の太陽電池の材料は、半導体の珪素（シリコン） Si。
1954年、ベル研究所（アメリカ）で最初のシリコン太陽電池。
下は以前（2022年）、半導体についてまとめた記事。
シリコン Siの結晶自体は絶縁体だが、
不純物を加えたり、光を当てると
電子が流れる（電気が流れる）。
電子が多い電荷－のn型半導体と電子の抜け孔（正孔、ホール）が多い電荷＋のp型半導体を接合して……というのがダイオードで、
（順方向に）電圧を加えるとn側からp側へ電子が流れる（pからnへ電流）。その際、光るダイオードがLED（発光ダイオード）。
n型半導体とp型半導体を接合して光を当てると
さらに－の電子がn側、＋のホールがp側へ集まって、
n側が－（負極）、p側が＋（正極）の電池になる。
pn接合部が発電層。
導線をつなぐと導線をn（－）からp（＋）へ電子が流れる。
ダイオードの順方向とは逆。
用途が異なるものの基本的にはダイオードと同じ。フォトダイオード。集積したものが太陽電池モジュールやCCDカメラなどのセンサー。
ただし、光が当たっていない時は電気が流れないので、
太陽電池自体は蓄電池ではない。
光が当たっていない時でもソーラー時計が動くのは内蔵されている二次電池に充電・蓄電されているから。
太陽電池いろいろ
結晶［系］シリコン太陽電池
単結晶シリコン太陽電池
最初の太陽電池
多結晶シリコン太陽電池
単結晶よりも比較的安価
アモルファスシリコン太陽電池
アモルファス：非晶質。結晶と違って原子の配列が不規則。
世界初の実用化は1979年、三洋電機 SANYO。
1980年、量産。ソーラー電卓発売。
世界初のフレキシブル太陽電池 → TDK … テクの図鑑 vol.18（www.tdk.com/ja/tech-mag/illustrated/018）
フレキシブル Flexible：加工しやすい、曲げられる。
基板にプラスチックフィルム。従来はガラス基板。
ソーラー腕時計に利用。
太陽電池の性能は、
・ 光から電気へのエネルギー変換効率向上
・ より軽く、より薄く
・ 耐久性向上
＋
・ 製造コストを抑える方向で
日進月歩。
さらに向上させようとすると集光を工夫したり、
あるいはシリコンに代わる別の材料を探したり……。
10年程前の変換効率は、結晶シリコンで10％－20％台だったが、20％－30％台まで向上。
化合物太陽電池
材料は化合物半導体。
Ⅲ－Ⅴ族系 ・・・ 13族－15族
GaAs系太陽電池
ガリウム Ga、砒素（ヒ素） As
CIS系、CIGS系太陽電池
銅 Cu、インジウム In、セレン Se ＋ Ga
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今年（2024年）１月、月面に着陸したSLIMにシャープ製の薄膜化合物太陽電池搭載。宇宙用太陽電池 → corporate.jp.sharp/news/240129-b.html
2023年、『変換効率33.66％を達成』
有機［系］太陽電池
材料は有機半導体。
一層難しくなってくるが……
p型半導体（電子供与体、ドナー）：半導体ポリマー（高分子）
n型半導体（電子受容体、アクセプター）：フラーレン誘導体など
他にも無機有機ハイブリッドなどがある。
冒頭のペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイト型結晶を用いた太陽電池。
ペロブスカイトとは－－－
また次回。
追）
