ソーラー発電の原理 太陽光パネル

質問

太陽光パネルは太陽光のすべての光を電気に変換しているのでしょうか。
　例えば、紫外線吸収性や最近流行の熱線吸収性のテラス屋根（ポリカーボネート）の下方にソーラーイルミネーション装置を置いた場合、紫外線・赤外線以外の範囲の光を吸収してある程度は発電（発光）するでしょうか。

回答No.2

kagakusuki · ベストアンサー

太陽光パネルは太陽光の一部の光しか電気に変換する事が出来ません。
　太陽電池は光のエネルギーを使って電池の＋極側にある電子を－極側へ移動させる事により電圧を生み出しますが、＋極側と－極側の間には電気的なエネルギーの高さに差があるため、＋極側にある電子を－極側へ移動させるためにはその差を乗り越えるのに十分なだけのエネルギーが必要となります。
　光子が持つエネルギーは光の波長の長さに反比例していて、波長の長い光ほど光子が持つエネルギーは低くなりますから、あまり波長の長い光だと太陽電池の＋極と－極の間のエネルギー差を乗り越える事が出来なくなるため、太陽電池には発電する事が出来る波長の長さに限界があります。
　一般的な太陽光パネルに使われているシリコン太陽電池の場合、波長が約1100nmの近赤外線よりも短い波長の光でしか発電する事が出来ません。
　ですので、テラス屋根で赤外線が遮られる影響は大したものではないと考えられるのに対し、紫外線が遮られる影響はあると思います。
　とは言え、紫外線の大半は上空の大気に吸収されてしまい、地上まで届く太陽光の中で可視光線が占める割合が約52%であるのに対し、紫外線が占める割合は5～6%と少ないため、紫外線が遮られる影響は1割前後程度ではないかと思います。
　それよりもテラス屋根が可視光線を目減りさせる事による影響の方が大きいと思います。
　テラス屋根を透過した日光が地面を照らしている場所と、直射日光が当たっている場所の明るさを比べれば分かると思いますが、テラス屋根の透明板の光の透過性はあまり高いものではなく、はっきりとしたデータを見た事はありませんが、窓ガラスですら8割前後しか光を透過しないとされている事から考えて、テラス屋根の下では数十%程度は可視光線が目減りしている恐れがあります。

とは言え、発電量が目減りするだけであって、発電しないわけではありませんから、イルミネーション程度であれば、面積が十分広い太陽光パネルを使えば点灯させる事は出来る筈です。

お礼

ありがとうございます。

こちらの意図を汲んで下さり、よく分かりました。
本当に科学好きですね。

回答No.1

saramanda1

1.1 太陽電池の原理
太陽電池とは、光のエネルギーを直接電気に変換できるよう、材料や構造に工夫が加えられたダイオード、すなわち電流を一方向だけに流す半導体素子の一種です。 物質に光が当たると、その物質から電子が外に飛び出してしまう「光電効果」と呼ばれる原理を利用して発電を行います。

お礼

ありがとうございます。

素早いご回答に感謝します。