LEDを太陽電池代わりに使った実験

質問

LEDを太陽電池代わりに使った実験について質問です．
概要
LEDに光を垂直に入射した場合
実験器具
LED ３種類（赤，黄，緑），光源
実験１
LEDの色が変わると発電量はどう変化するか．
結果は緑色LEDが一番発電量が少ないのですが，なぜでしょうか？
実験２
LEDに当てる光の色を変えると発電量はどう変化するか．
光の色は光源に赤，黄，緑色のフィルタをかぶせたものです．
こちらは結果がどうなるかわかりません．

回答No.1

semikuma · ベストアンサー

高校生ですか？学校の授業での実験ですか？
バンドギャップは分かりますよね？
細かいことを言うとLEDの構造によって結果が違ってきますが、取り敢えず活性層のバンドギャップの違いを理解させるための実験として回答します。

太陽の白色光はプリズムを通すと虹の7色(赤橙黄緑青藍紫)に分けられますが、この7色は赤が最もエネルギーが小さく、紫に向かって順に大きくなっています。
逆に物を燃やすとき、あるいは白熱電球を光らせるとき、温度が低いときはエネルギーの低い赤い光が大部分を占めるので赤っぽい光(炎)となりますが、温度が高くなると、黄色や青の光も混じってくるので、だんだん白っぽくなってきます。

LEDは、あるバンドギャップを持った活性層を、それより広いバンドギャップを持ったクラッド層で挟んでおり、活性層のバンドギャップエネルギーと同じかやや大きいエネルギーの光を出します。
逆に、バンドギャップよりもエネルギーの大きな光は吸収して起電力を生じますが、バンドギャップよりもエネルギーの小さな光は透過するので、起電力は生じません。

実験1では、緑のLEDは緑青藍紫の光しか吸収しませんが、赤のLEDは赤～紫全ての光を吸収するので、起電力が大きくなると考えられます。

以上を考えると、実験2の結果も予想できるでしょう。

お礼

回答ありがとうございました．

補足

回答ありがとうございます．
実験２の結果は
赤色の光だと赤色LEDしか発電できないが，
緑色の光だと３色のLED全てに発電できるということですよね？