宇宙と太陽光発電

アモルファスシリコン太陽電池では薄膜化が可能で、1?m以下の膜厚で発電することが可能です。また、金属やプラスチックを基板として使用することによって、可とう性をもつ太陽電池が可能となります。集積型アモルファスシリコン太陽電池アモルトンは、シランガスを原料とし、プラズマ成膜法を用いて、ガラスなどの基板上に、p型、i型、n型の3層のアモルファスシリコン層を連続形成し、結晶シリコン太陽電池に対応するp-n接合を形成しています。また、この接合形成の過程で、一枚の基板上に複数個のセルを直列接続することにより、機器の駆動に必要な任意の電圧を得ることが可能です。

薄膜ダイヤモンドが半導体として利用できるのであれば、BNの薄膜にも半導体としての可能性があると考え研究を始めました。まず、1999年に常温でBN薄膜の形成に成功したが、不純物の注入が困難だったため、半導体として利用できませんでした。今回、プラズマCVD（Chemical Vapor Deposition）の条件を調整することで、BN結晶の積層中に同時にSi（シリコン）を不純物として添加し、p型半導体を作製しました。基板にはn型 Siのバルク材を使用しました。

太陽光発電の長所は、装置に可動部分が無いものがほとんどで、機械的にメンテナンスフリーであることです。分散型電源のため、災害などの有事における影響範囲を小さく抑えられ、非常用の電源となることが可能です。日本のソーラーパネル製造業は質が優れ、輸出産業としての将来性が高く、構成材料の大部分がリサイクル可能で、原子力発電のように放射性廃棄物になることがありません。

太陽電池素子そのものをセルと呼びます。必要な電圧を得られるよう、通常は複数のセルを直列接続して使用します。セルを直列接続し、樹脂や強化ガラス、金属枠で保護したものをモジュールまたはパネルといいます。モジュール化により、取り扱いや設置を容易にするほか、湿気や汚れ、紫外線や物理的な応力からセルを保護します。なお、太陽光発電モジュールはソーラーパネルと呼ばれることもありますが、この名称は太陽熱利用システムの集熱器に対しても使われるため、注意しなくてはなりません。

オール電化の家庭で使用するものですが、どれも大掛かりな機器なので、そのための工事が必要になります。またこれらの機器は、２００ボルトの電圧を使用するため、そのための工事も必要です。保険会社によっては、住宅ローン、火災保険が優遇されることもあるので、その辺をよく調べると得する場合もあります。オール電化の工事に必要な費用は、電力会社に確認する必要がありますが、安くはありません。

薄い影（山、ビル、樹木、電柱等の影）が太陽電池に掛かった場合、発電量が低下しますが、ゼロにはならず影の部分でも周囲からの散乱光により1／10〜1／3程度発電することができます。落ち葉など不透明な物体が太陽電池の表面に貼りついた場合、その物体により遮られる光の量による発電量の低下以上に太陽電池の発電量は低下してしまいます。長期間その状態が続くと、光の遮断された部分のセルが高温となって特性が低下するホットスポット現象が発生する可能性もあります。

地球温暖化など、人間の活動に伴って進行する環境問題への対応が急がれているなか、ヒートポンプという技術が注目されています。ヒートポンプは、温度の低い熱源から熱を吸収して、高温の熱源を加熱するのに使用する装置です。水をくみ上げるポンプのように、低いところから高いところへ熱を運ぶシステムとなっています。