太陽電池の効率の定義教えてください

太陽電池の効率が１０％程度と聞きますがなぜそんなに低いのですか。後のエネルギーはどこへ失われるのでしょうか。

効率の定義もわからない状態で質問しています。太陽電池の表面に届いた幅射エネルギーの全パワースペクトルが分母になっているのでしょうか。

太陽電池の発電原理から算出される理論限界があるのでしょうか？その値はどれくらいなのでしょうか。

太陽電池については名前くらいしか解らない素人ですが一般的な物理学の教養はあります。よろしくご解答お願いいたします。

No.1 回答者： a-kuma 回答日時： 2001/08/09 22:29

> 後のエネルギーはどこへ失われるのでしょうか。

太陽電池以外のものに光線が当たったときと一緒です。つまり、暖まること
に費やされます。

> 太陽電池の効率が１０％程度と聞きますがなぜそんなに低いのですか。

いろいろと研究が進んでおり、３０％を超える効率を持つ太陽電池も
あるらしいです（→参考URL）。

そこのグラフを見ると、ピンと来ると思いますが、全ての波長を電気に
変換できるわけではないので、１００％に近い方の効率にすることは、
ものすごく難しいです。

参考URL：http://www.nedo.go.jp/taiyo/jpn/solar1/solor_cel …

No.2 回答者： noname#21649 回答日時： 2001/08/10 04:24

物を温めると光が出ます。

これは．特定の電子雲から別の電子雲に移動したときに．電子の持つエネルギーが光に変わったためです（他にも有りますが省略）。

太陽電池は．受けた光が特定の電子雲の電子にエネルギーを与えて．移動した結果．電子が別の電子雲に移動し．この電子雲の電子を取り出す方法で．電気を取り出しています。

だから．特定の波長しか受けとれません。又．特定の波長以外の波長の光は利用されません。
とまでは．覚えているのですが．各電子雲のエネルキーがいくらで．どの軌道がどうなっているか．なんて話しは全部忘れました。何の本で読んだのかも覚えていません。

No.3 ベストアンサー 回答者： kuniuni 回答日時： 2001/08/10 14:31

太陽電池の性能指数の「変換効率」とは、太陽電池に注がれた光エネルギーのうち、何％を電気エネルギ一に変換できるかを表す数値です。

模擬太陽光ランプを用いた実験装置もあったような。。。

変換効率を下げる要因は沢山ありますが、その一つが、先の回答者がかかれている「と半導体に吸収されない波長域の光」で、いわゆる理論限界ですね。それ以外にも効率を妨げる要因は沢山ありますので（http://www.sharp.co.jp/sc/library/sun/sun4-1.htm）を見てください。

東京では、太陽から降り注ぐエネルギーは一平方メートルあたり平均1kWといわれており、10%変換効率の太陽電池1メートル四方で、100Wの出力が得られることになります。ちなみに変換効率は、燃料電池で７０～８０％です。

参考ＵＲＬに、「太陽光発電の実用化展望 」というページを示します。「太陽エネルギーを熱や電気などに変換する際に使用する入射エネルギーの値の見積もり方」なども出てます。

参考URL：http://mext-atm.jst.go.jp/pesco/TAIYO/SUN.HTM

この回答へのお礼

お礼が遅くなり大変失礼いたしました。効率を上げることがいかに難しいかが概略わかりました。太陽電池よるクリーンエネルギー化がなぜもっと進まないのかと思っていたのですがやはりそんなにばら色ということではないのですね。どうもありがとうございました。

お礼日時：2001/08/13 17:26