ソーラーバッテリー充電器で車のバッテリー上がりを防ぐ

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バッテリーのメンテナンス

目的（解決できる悩み）

車のバッテリー上がりをソーラーバッテリー充電器を使って防ぐ知識を身に着けること

目次

１．ソーラーバッテリー充電器（太陽電池）の基礎知識

ソーラーバッテリー充電器（太陽電池）って何ですか？

太陽電池が発電に使う光の種類

太陽電池の種類

おすすめのソーラーバッテリー充電器の紹介

１．ソーラーバッテリー充電器（太陽電池）の基礎知識

ソーラーバッテリー充電器とは、車のバッテリーを充電する目的で販売されている太陽電池のことです。充電器といえばコンセントから充電する方法を思い浮かべますが、太陽電池を使っても充電できます。

ここでは、太陽電池の構造と発電の仕組み、太陽電池が発電に使う光の種類、普及している太陽電池の種類について説明します。

ソーラーバッテリー充電器（太陽電池）って何ですか？

ソーラーバッテリー充電器（太陽電池）とは、ある物質の受光面に光を当てることによって光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子（装置）のことです。

太陽電池の構造は、p型半導体とn型半導体を接合して電力を取り出す為に、p型半導体にカソードの電極、n型半導体にアノードの電極が設けてあります。

p型半導体とn型半導体を接合する前は、p型半導体には正孔、n型半導体には自由電子が多く存在していますが、p型半導体とn型半導体を接合すると、接合面付近には空乏層（くうぼうそうとは、正孔と自由電子が打ち消し合って存在しない状態のこと）ができます。

太陽電池で電気が発生する原理は、p型半導体とn型半導体の接合面付近の空乏層に光が当たると、その光がもたらしたエネルギーにより電気的な平衡状態が崩れてプラスの電荷を持つ正孔とマイナスの電荷を持つ自由電子が移動を始め、正孔はp型半導体のアノード（プラスの電極）へ自由電子はn型半導体のカソード（マイナスの電極）へ移動し、それぞれの電極間に電位差が生じ負荷をつなぐと回路に電流が流れるようになります。

このように、物質に光が当たり、その物質が光を吸収すると電流が発生する現象のことを光起電力効果といいます。

なお、発光ダイオードは太陽電池と逆の仕組みで、正孔はn型半導体のカソード（マイナスの電極）へ自由電子はp型半導体のアノード（プラスの電極）へ移動し電流が流れ、p型半導体とn型半導体の接合面で正孔と電子が結合した時に光が発生します。

太陽電池が発電に使う光の種類

私たちが住んでいる地球には太陽の光が降り注いでいますよね。

太陽から発せられた光は、宇宙空間ではいろいろな波長の光（電磁波）が混ざり合っていますが、地球の大気層を通過する時にある波長の光は減衰してしまうので、地上に降り注ぐ太陽の光は紫外線（約300～400nm）、可視光線（約400～780nm）、赤外線（約780nm～1mm）という３種類の波長の光で合成されています。

太陽電池はこの3種類の波長の光を浴びて電気を発電するのですが、すべての波長の光を利用できるわけではありません。主に私たちの目で見える可視光線を利用して発電していて、それぞれの光の強度の違いで発電量が異なってきます。

可視光線とはどんな光なのかというと、プリズム（ガラスでできた三角柱）で自然光を分散させると7色の光（赤、だいだい、黄、緑、水色、青、紫）の虹が見えるようになります。その光が可視光線といわれるもので、普段私たちが見ている光の色はあの色がすべて混ざり合うと昼白色の光として認識します。

つまり、私たちの目で見える光は可視光線のみで、紫外線と赤外線は見ることができません。現在製造されている太陽電池も私たちの目で見ることができる光を利用して発電しているので、光が当たる場所に置くと最大限の発電ができます。
※人間以外の生き物はわかりませんが、人間は可視光線以外の光を見る能力は備わっていません。

太陽電池の種類

太陽電池は使われている材料の違いで、シリコン系、化合物系、有機系の3分類があり、小型の太陽電池は、シリコン系の単結晶、多結晶、アモルファスの3タイプが主流です。

この3タイプの太陽電池の特徴について簡単に説明します。

単結晶太陽電池

単結晶太陽電池とは、シリコンを材料として使った結晶系の太陽電池です。
※太陽電池の受光面は青っぽい色をしています。

単結晶太陽電池の優れている点は、シリコン原子が全体にわたり規則正しく並んでいる結晶状態となっているので電気が流れやすく、変換効率は20％くらいあることです。

単結晶太陽電池のデメリットは、製造コストが高いのでどうしても製品の価格が高くなってしまうことです。

多結晶太陽電池

多結晶太陽電池とは、シリコンを材料として使った結晶系の太陽電池です。
※太陽電池の受光面は青っぽくキラキラした色をしています。

多結晶太陽電池は、シリコン原子が規則正しく並んだ結晶粒を複数個くっ付けた構造をしているので変換効率は約15％しかなく、単結晶太陽電池よりも変換効率は劣ってしまいます。

しかし、製造コストを低く抑えられるので単結晶太陽電池よりも価格は安くなります。

アモルファス太陽電池

アモルファス太陽電池とは、単結晶太陽電池、多結晶太陽電池よりもシリコンの量を減らして使った薄膜系の太陽電池です。
※太陽電池の受光面は赤っぽい紫色をしています。

アモルファス太陽電池は、シリコン原子は規則正しく並んで結合していない構造（結晶になっていない）なので、変換効率は約10％しかなく多結晶太陽電池よりもさらに低いです。

アモルファス太陽電池のメリットは、薄膜で軽量、価格が安い、蛍光灯などの短い波長の光を電気に変えるのに優れていることです。

主に、電卓、時計、温湿度計などの小型の太陽電池はアモルファスがよく使われています。

このように太陽電池は3種類ありますが、車のソーラーバッテリー充電器は短い波長の光を電気に変えれるアモルファス太陽電池が多いです。

おすすめのソーラーバッテリー充電器の紹介

太陽電池の寿命は10～30年といわれていますが、安価で品質が悪いmade in chinaのような製品は5年くらいで壊れてしまうので注意してください。私のサンセイの1Wの太陽電池は14年動いていてまだまだ元気に発電しています。

なお、ソーラーバッテリー充電器をバッテリーに接続する際は、車のソーラーバッテリー充電器の接続方法と注意点を参考にして作業してください。

（記事作成日：2018年1月19日、最終更新日：2021‎年7‎月5‎日）