図解まるわかり 電池のしくみ

204

太陽電池に欠かせない材料

6-3

 

半導体、n型半導体、p型半導体、正孔

太陽電池を支える技術、半導体

太陽電池を構成する材料のほとんどが、半導体です。半導体とは、導体

（金属など電気を通しやすいもの）と、絶縁体（ガラスやゴムなど電気を

全く通さないもの）の中間の性質を持っている材料のことです。半導体に

は、外部から光や熱などのエネルギーを加えると、電気が流れやすくなる

性質があります（図6-5）。

半導体に欠かせない元素 「シリコン」

シリコン系半導体の主成分であるシリコン（ケイ素）は、酸素に次いで

地球の地殻中に大量に存在する元素で、石英などの二酸化シリコンという

かたちで、珪石や珪砂に含まれています（図 6-6）。純粋なシリコンは電

流がほとんど流れませんが、不純物を添加すると、電気を通しやすくな

り、半導体となります。

2種類の半導体

シリコン系太陽電池は、n型半導体とp 型半導体という、電気的な性質

の異なる2 種類の半導体が使われています。純粋なシリコンにリンなどを

添加したものがn型半導体、ホウ素などを入れたものがp型半導体となり

ます。

nはネガティブのnで、不純物の添加により、シリコンの中に負電荷の

電子が余っている状態を示しています。つまりn型半導体は、電子を放出

しやすい状態といえます。

pはポジティブのpで、不純物の添加により、シリコンの中で電子が不

足している状態を示しています。この電子が不足した部分は、正電荷の正

孔（ホール）を持っている状態とも表現されます。つまりp型半導体は、

電子を受け入れやすい状態といえます ...