石津　顕

さんさんと降り注ぐ太陽の光。そのエネルギーは無限と言っても良く、私たち人間（生物）の命の源ですね。そのエネルギーはあと50億年くらいは枯渇する心配は無いそうですし、温室効果ガスの二酸化炭素（ＣＯ2）を発生させることのない、クリーンな優れたエネルギーですね。
その太陽光を利用した太陽光発電。その仕組みは、図のように「ｐ型半導体」と「ｎ型半導体」という2種類の半導体を接触させたソーラーパネル（ｐｎ接合といいます）が導線で結ばれています。
ソーラーパネルに太陽光が当たると、光エネルギーで励起されて
「マイナスの電子」と、「プラスのホール」が発生し、ｎ型半導体のほうに電子、ｐ型半導体の方にホールが集まります。そして、2つの半導体をつなぐ導線を伝わって、マイナスの電子が(＋)電極の方に、プラスのホールが(ー)電極の方に移動します。この移動が電流で、その電流を取り出すのが太陽光発電の原理で、太陽光を直接、電気に変える働きをしているのです。
ソーラーパネルに使われる半導体材料は、いくつかありますが、シリコン（ケイ素　Si）がほとんどです。ケイ素は地球上
に非常にたくさんあり、半導体を初めとしてたくさんの分野で利用されています。ガラスもケイ素でできています。
皆さんが使うパソコンやテレビ、その他の電子機器、自動車や航空機にも
制御やメモリーの半導体集積回路として使われています。
しかしながら、使われるシリコンは高純度に精製し、厚さ1ミクロン（1mmの1000分の1）よりもっと薄い膜に加工する必要があり、とても高価なものになります。ソーラーパネルに使われるシリコン膜も同じです。
皆さんの家の屋根にたくさん取り付けられていますし、畑、山林などに広い面積のソーラーパネルが取り付けられていますね。
ソーラーパネルが、もっとたくさん使われるようになるためには安いソーラーパネルの開発が重要で、安く作る方法、安い材料などの研究が国の研究機関や大学で進められています。
図はソーラーパネルを屋根に取り付けたお家の絵です。太陽光が当たるとソーラーパネルで発電されますが、その電気は直流（電流が同じ方向だけ流れる）のため、交流（電流の流れる方向が交互に変わる）に変換し、さらに変圧器などで100ボルトに電圧を調整して家庭で使い、余った電気を電力会社に販売するシステムになっています。
太陽光発電は、燃え尽きる心配のない太陽のエネルギーを利用した再生可能エネルギーとしてはもっとも優れたもので、技術開発も普及も日本が世界で一番進んでいます。
そう言えば「燃え尽きる太陽」と言う歌がありましたね、50億年後の歌でしょうか（笑）

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