太陽電池入門

太陽電池のしくみ、つくりかた、つかいかたがよくわかる!

このような方におすすめ

○太陽電池、太陽光発電に興味のある学生やエンジニア
○電気電子系の学生,院生,研究者
○太陽電池についてより詳しく知りたい一般の方
  • 著者名古屋工業大学 市村 正也 著
  • 定価2,750 (本体2,500 円+税)
  • A5 216頁 2012/04発行
  • ISBN978-4-274-21191-1
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 太陽電池の基本的な知識を、見開き頁構成でわかりやすくまとめた入門書。

 太陽電池に興味のある理工系の学生やメーカの若手エンジニア向けに、研究や開発の基本となる知識を、丁寧にバランス良く約70項目にまとめました。太陽電池の理工学的側面のみならず、社会の中でどのように扱われているかといった面も取りあげているので、目的意識をもって読むことができます。また各章末には、理解度チェックを掲載しているので、自分の理解を確認することができます。

https://www.ohmsha.co.jp/book/9784274211911/
I  太陽電池とは
序  大風呂敷と完全否定のあいだ
1章 太陽電池というエネルギー源
2章 半導体の基礎
3章 太陽電池の基礎
4章 太陽電池の実際

II  太陽電池いろいろ
序  太陽電池の誕生
5章 シリコン太陽電池
6章 化合物太陽電池
7章 色素増感と有機太陽電池

III 社会の中の太陽電池
序  商品としての太陽電池
8章 太陽電池システム
9章 ライフサイクル評価
10章 太陽電池の普及
I 太陽電池とは
序 大風呂敷と完全否定のあいだ

1章 太陽電池というエネルギー源
1 太陽光の日射量[太陽光のパワーは1kW/m2]
2 太陽光のスペクトル[紫外から赤外まで混ざった白色光]
3 太陽電池の働き:エネルギー変換効率と発電量[光から電気へのエネルギー変換]
4 太陽電池にできること[この世界にどれだけの太陽電池が必要か]
   理解度チェック

2章 半導体の基礎
5 バンド構造[電子のエネルギー準位が集まったエネルギーバンド]
6 n型とp型[電子だけ,正孔だけを増やす]
7 キャリア密度[座席の数と,座席が埋まっている確率]
8 光吸収[光による電子と正孔の発生]
9 キャリアの輸送[流れるドリフトと広がる拡散]
10 再結合[欠陥準位が踏み石に]
11 連続の式と拡散長[キャリア密度の増える要因,減る要因]
12 pn接合[キャリアがなくなり空間電荷が残される]
13 pn接合の電流[順方向は再結合,逆方向は発生]
14 pn接合の拡散電流[拡散してから再結合,発生してから拡散]
15 pn接合の発生・再結合電流[空乏層のなかでのキャリアの振る舞い]
   理解度チェック

3章 太陽電池の基礎
16 光起電力効果[発生した電子はn型へ,正孔はp型へ]
17 太陽電池の特性[短絡電流,開放電圧,曲線因子]
18 過剰キャリアの振る舞い[再結合するか,流れ出るか]
19 太陽電池の暗電流(拡散電流)[層が薄いとpn接合の電流はどうなる]
20 太陽電池の光電流[微分方程式(連続の式)を解いて光電流を求める]
21 スペクトル応答(分光感度)[光の波長によって出力電流になる割合が違う]
22 スペクトル応答の数値計算[自分で計算するとよくわかる]
23 BSFと窓層[表面再結合を減らすために]
24 短絡電流[太陽光のスペクトル全体に対する出力]
   理解度チェック

4章 太陽電池の実際
25 限界効率[必ず生じる二つのエネルギー損失]
26 実際の太陽電池の効率[減らすことはできてもなくすことはむずかしい損失]
27 反射防止膜[太陽電池に色がついている理由]
28 集光,温度の影響[効率は光を集めれば上がり,熱くなると下がる]
29 金属接触[電流が流れやすい電極,ダイオードになる電極]
30 ヘテロ接合[異なる半導体をつなげたときに起きること]
31 光電気化学[水溶液を電極としてつかう]
32 多接合型太陽電池[複数の材料を使って効率の理論限界を超える]
33 多準位系太陽電池[欠陥をつくって理論限界を超える?]
34 モジュール化[太陽電池を外で使える形にする]
   理解度チェック

II 太陽電池いろいろ
序 太陽電池の誕生

5章 シリコン太陽電池
35 半導体シリコン[なぜ太陽電池にシリコンが使われるか]
36 単結晶と多結晶[高性能な単結晶と,つくりやすい多結晶]
37 シリコン太陽電池の構造[シリコン太陽電池のつくりかた]
38 光の閉じ込め[光の反射と透過をなくす方法]
39 アモルファスシリコン[原子の配列が乱れても太陽電池に使えるわけ]
40 アモルファスシリコンの性質[アモルファスにもバンド構造がある?]
41 アモルファスシリコン太陽電池[pn接合ではなくpin接合]
42 アモルファスシリコンを用いた高効率太陽電池[アモルファスでは色々な工夫ができる]
   理解度チェック

6章 化合物太陽電池
43 III-V,II-VI族半導体[原子当たりの価電子数が4になればよい]
44 混晶半導体[バンドギャップをコントロールできる]
45 GaAs太陽電池[太陽電池材料の優等生]
46 III-V族半導体を用いた高効率太陽電池[多接合型で世界最高効率が実現]
47 化合物の価電子制御[n型,p型を制御できない物質もある]
48 ヘテロpn接合太陽電池[2種類の物質でpn接合をつくる]
49 CdTe太陽電池[大量生産も比較的容易な材料]
50 カルコパイライト半導体[3種類の元素で,原子当たりの平均価電子数が4]
51 CIS系太陽電池[混晶にすることでさらに高性能に]
52 硫化物と酸化物[原子当たりの価電子数が4でなくても太陽電池はできる]
   理解度チェック

7章 色素増感と有機太陽電池
53 酸化チタン[抗菌コートと太陽電池]
54 色素増感太陽電池[色素が光を吸収し,電子が電極に移る]
55 有機半導体[p軌道の結合が電気を伝える]
56 有機太陽電池[簡単につくれて軽い太陽電池]
   理解度チェック

III 社会の中の太陽電池
序 商品としての太陽電池

8章 太陽電池システム
57 小型民生機器[もっとも身近な太陽電池]
58 分散電源[太陽電池はまずここに使われた]
59 人工衛星とソーラーカー[宇宙は太陽電池の独壇場]
60 発展途上国の電化[電化されていない地域も多いことを知ろう]
61 系統連系システム[家庭用太陽電池の使われ方]
62 メガソーラー[砂漠に太陽エネルギー発電所をつくる]
63 スマートグリッド[電力消費量と発電量をつりあわせる方法]
64 太陽光・熱ハイブリッドシステム[電気とお湯を同時に得る]
   理解度チェック

9章 ライフサイクル評価
65 元素の存在度[地球を使ってどれだけ太陽電池ができるか]
66 主な元素の生産と利用[シリコンは半導体だけではない]
67 太陽電池の劣化[住宅用太陽電池の寿命を決めるモジュール]
68 エネルギーペイバックタイムEPT[太陽電池をつくるのにはエネルギーがいる]
69 廃棄とリサイクル[太陽電池もアルミ缶と同じくリサイクル]
   理解度チェック

10章 太陽電池の普及
70 太陽光発電のコスト[コスト高が太陽光発電の最大の泣き所]
71 kW価値(設備代替率)[電源としての価値を決めるのはコストだけではない]
72 普及のための施策[太陽光発電の普及は社会の選択しだい]
73 太陽電池生産量[過去には急増,未来はどうか]
   理解度チェック

参考図書
理解度チェックの確認
索  引