太陽電池はどのようにして太陽光を電気に変換しますか？

太陽エネルギーは緑の革命をリードしています。太陽光発電（PV）システムを家に設置することを検討している場合は、PVセルがどのように機能するかを知る必要はありません。あなたのソーラー請負業者は詳細を知っており、特定のアプリケーションで使用するパネルのタイプを知っています。

しかし、太陽光発電システムは多額の費用がかかり、顧客は一般的に詳細について可能な限り知りたいと考えています。理解すればするほど、あなた自身の意思決定プロセスは良くなります。

標準的なPVセルは、2層の高度に精製されたシリコンを備えた薄い半導体サンドイッチです。太陽光発電アレイは、相互接続された半導体サンドイッチの巨大なマトリックスにすぎません。使用可能なPVシステムは、感電からユーザーを保護し、バッテリーバンクに電気を蓄え、直流（DC）を人々が家で使用する交流（AC）に変換するあらゆる種類の機器で構成されていました。しかし、各システムの中心には、単純な変換プロセスがあります。

太陽電池は光を電気に変えます。

基本的なセルの厚さは約1/100インチで、表面積は広範囲です。典型的な寿命は25年以上であり、40年以上にわたって確実に電気を生成しているセルが設置されています。この寿命は、最終的にはセルを保護するコーティングとフレーミング構造によるものです。

モジュールは、最適なパフォーマンスが得られるように設計された直列および並列配置で接続された、個々のセルのアセンブリです。

直列接続では、電圧は加算的ですが、並列接続では、電流は加算的です。

典型的なPVセルは、約0.5ボルトの電気出力を生成します。36個のPVセルを直列に接続すると、18ボルトのモジュールになります。モジュールまたはパネルは、相互接続されて完成品に収容された多数の個別のセルです。住宅用アプリケーションの一般的なPVモジュールは、青みがかった色または黒の色で、約2.5フィート×5フィートの大きさです。フレームはアルミニウム色または黒のいずれかであり、後者は最近のほとんどの住宅所有者の圧倒的な選択です（彼らはちょうど良く見えます）。

個々のセルの接続方法に応じて、広範囲の電圧および電流出力を実現できます。モジュールが生成できる電力量は、総表面積と、モジュールに当たる太陽光の量の関数です。

一般的なモジュールは長方形で、さまざまなサイズと構成で利用できます。小さなモジュール（携帯型電卓で使用される種類）は1ワット未満の電力を出力しますが、一般的な住宅用モジュールは多かれ少なかれ約200ワットの電力を生成します。

モジュールの特徴は次のとおりです。

• セル材料、または使用されるシリコンプロセスのタイプ

• グレージング素材

• フレームと電気接続

セルの最も重要な特徴は、シリコン構造の構成です。単結晶セルは、複数の結晶のインゴットにキャストすることができます。または、結晶性材料は、アモルファスシリコンと呼ばれる薄膜として堆積することもできます。

PVセルの製造に使用される個々のシリコンウェーハには、金属接点（ワイヤ）が埋め込まれています。セルは反射防止材料でコーティングされているため、各セルに最大量の太陽光が吸収されます。

多結晶セルでは、粒界が電流の流れ（エネルギーを消費する）に対する抵抗を導入するため、単結晶セルは多結晶よりも効率的です。アモルファスシリコンは製造コストがはるかに低くなりますが、太陽光を使用可能な電気エネルギーに変換する効率は約半分にすぎません。実際には、これは、アモルファスシステムが同じ量の電力を出力するために2倍の表面積を必要とすることを意味します。利用可能な表面積に応じて、これは問題になる場合と問題にならない場合があります。ほとんどの住宅用途では、適切な屋根スペースが限られているため、効率が重要な要素になります。