光電効果 1





光電効果

光電効果は、金属表面に光線を入射すると、電子が飛び出す現象を指します。
単に考えると、光のエネルギーが電気エネルギーの形態に変形されることである。
ただし、金属ごとに一定の周波数以上の光を入射しなければなら電子が飛び出し出るのに、このように電子が飛び出すことができる最小限のエネルギーを仕事関数(work function)と呼ばれています。
通常、光電効果の実験のために、ナトリウム(Na)などのアルカリ金属が頻繁に使用されたが、これはアルカリ金属の仕事関数が小さいため、低い周波数の可視光線でも光電効果を簡単に作り出すことができるからです。

将来のエネルギー源、太陽

このような光電効果は、太陽光発電の基本的な概念になります。つまり、一定の周波数以上の光を照射してくれれば、すぐに(時間の遅延が全くない)電子が飛び出します。
この電子が電気回路を回すことができるようであれば、太陽光発電がされているものです。
太陽電池は、砂の中に含まれている珪素(Si、シリコン)を加工して作った半導体です。太陽電池に太陽の光が入ってくると、その中の電子が動いて、これが導線に沿って流れるが、このような電子の流れによって、電気エネルギーが作られます。

太陽電池は、通常、半導体でよく使用される薄い珪素(けいそ)板の両面にそれぞれ非常に少量の燐(りん)と硼素(ほうそ)を添加して製作します。
市販の多く販売されて珪素太陽電池は、太陽光に含まれるエネルギーの15~25%を電気に変えることができます。
ソーラーパネル一枚の出力電圧は約0.6Vしかありません。このため、通常は、複数の板を引き続き付けて出力電圧と電流を高めています。