太陽電池とバンドギャップなど、元太陽光発電システムメーカー勤務の、平凡OLの沙良が、省エネ、節電に挑戦!! お小遣いを含め500万円を目指し奮闘します。 太陽光発電のマル秘裏話から、沙良の省エネ奮闘記。

太陽電池とバンドギャップ

太陽電池とバンドギャップ


太陽電池などの半導体には、禁制帯を真ん中にし、

価電子で満たされた価電子帯と、通常、電子の存在しない伝導帯とに分かれます。

サンドイッチのような感じと思ってもらえればいいかと。

価電子帯では電子は動くことは不可です。

ただし、外部からエネルギーを受け、禁制帯を移動し伝導帯に入ると、

自由電子となり電流が流れるようになります。

この、禁制帯の幅をバンドギャップと言います。

光エネルギーで価電子帯の電子を伝導帯に移動させる、

これにより電流を生じさせて電気を作り出すのが太陽電池というわけです。


ただし、入射光の光子エネルギーが、バンドギャップより小さければ、

価電子帯の電子は伝導帯に移動することができず、半導体は光を吸収しません。


逆に、入射光の光子エネルギーがバンドギャップより大きくなると、

価電子帯の電子は光のエネルギーをもらって伝導帯に移動でき、

価電子帯にホールを残すことができます。

半導体のバンドギャップを超える光子エネルギーの光は吸収されるわけです。


エネルギーの大きい短波長の光を吸収するときほど、高い電圧が得られます。

しかし、バンドギャップが大きくなると、利用できる波長範囲が狭くなります


光の波長とエネルギーは反比例することになります。

このため、入射光の波長がバンドギャップに相当する波長より

短いと光を透過しなくなくなるのです。

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at 2013/02/24(日) 08:43 |

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