March 2nd T. sameshima 1.Demonstration of TA’s material searches 2. Millikan’s experimental demonstration of the elemental charge of electron 3. Introduction of semiconductors 銅(Cu) 基本データ 古川 潤 特徴 ・原子番号29 周期表では金、銀と同じ11の遷移金属 ・5,10,100,500円玉は、銅と他の金属の合金 特に10円玉は、銅の含有率が高い ・熱伝導性が高いため、料理道具等にたくさん 使われている 銅(Cu) 用途 電気的用途 • 半導体集積回路においての微細配線 • 電磁石の銅線 • 電線の素材 解説 集積回路用の銅配線について LSI等、集積回路の微細化に伴い、配線に銅を使用 銅の使う利点 ・安い ・抵抗率が小さく、配線遅延時間を減らせる ・電流密度耐性が高いので、断線を防ぐことができる 解説2 配線遅延時間とは？ 回路上で信号が伝わる際、配線の長さや、抵抗成 分によって伝達に遅延がでること。 銅(Cu)は、低効率2.2μΩ・cmと低いので多少減らせる 電流密度耐性とは？ 高密度の電流を流しても、その物質が構造的に安定 でいられること。 これによって電流による断線が防止できる O2 基本データ 秋山 液体酸素→ 原子番号 8 非金属 • 無色透明（気体状態） • 空気中の体積 約21% • 地殻の元素存在量 約47% • 様々な物質と化学反応する (H2O, CO2, N2O 等) ←酸素と反応 する鉄 参考：スクエア最新図説化学（第一学習社） O2 電気的用途 一般用途 • 生命維持活動(O2,CO2,H2O) 電気的用途 • パッシベーション膜（SiO2） • 光ファイバー （SiO2） • 酸素プラズマ 参考：スクエア最新図説化学（第一学習社） SiO2 パッシベーション効果 Si Si Si Si Si Si Si － Si Si Si Si Si Si シリコン表面では 結合手が余っている 自由電子が未結合種 と結合する SiO2 パッシベーション効果 SiO2 Si O Si O Si Si － O Si O Si Si Si Si 自由電子は Si中を移動する Si原子とO原子が 結合する ハフニウム(Hf) 基本データ 松岡 原子番号 72 遷移金属 ・強度が高い ・耐食性 ・融点が高い ・化学的安定 ・値段も高い 参考: http://www.titaniumsheetplate.com/ ＜生産＞ ジルコニウム鉱石中に数％存在 含有率 最大７％ 1cm3 30,000 1g 10,000円 円 参考:http://ringology.org/ 苗木石 岐阜県苗木地方 ハフニウム 用途 ＜用途＞ ・ジェットエンジン ガスタービンの耐熱合金 （耐熱性） ・原子炉制御棒 （中性子を吸収） ・指輪 （安定） ＜電気的用途＞ 参考:http://www.rakuten.co.jp/nailpuic ・MOS‐FETのゲート絶縁膜 （酸化ハフニウム） ・プラズマ電極 （炭化ハフニウム 窒化ハフニウム） 酸化ハフニウム （HfO2） ・別名 ハフニア ・比誘電率が高い 並行平板コンデンサー SiO2 3.9 S C r o d Q CV HfO2 25 （イメージ） (イメー ジ) 特盛が ２８０円！ ハフニア MOS-FET G(ゲート) S(ソース) S(n 型) D(ドレイン) M O S(n 型) コレ！！ S(p型) ハフニア 実際は S C r o d Q CV SiO2 6V 電圧↑ 1V SiO2 薄膜化 リーク（漏れ）電流 ハフニウム 比誘電率が高い材料 High-k材料 HfO2 Ge 基本データ 中谷 特徴 見た目は金属 性質は半導体 シリコンに比べて移動度 （電子の動きやすさ）が高い electron (cm2/V･s) Hole (cm2/V･s) Si 1600 430 Ge 3900 1900 用途 集積回路の新材料として研究中 簡易ラジオやアンプにダイオードの材料として 用いられる Geの電気的用途 電気的用途 • トランジスタ （高移動度によって高速動作） • ダイオード （特殊用途） • Etc… Geダイオード 移動度とは v E v:電子の速度 E：電界の大きさ 電界Eで電子に F＝qEの力を加え続ける - 速度μEで電子が運動する 移動度の大小を 現実世界で考えると… 荒れた道路 普通の道路 同じ車（F=qEが一定） でも 路面の状況（移動度） で速度が違う 高移動度のトランジスタ Vg＝０で電流が流れない Vg＞０で流れる 金属 - 絶縁膜 スイッチ動作を する素子 ここに電気信号（電子） が通る 電子が速く動ける→信 号が速く伝わり高速動作 ゲルマニウム トランジスタの一種 MOSFET Ge 基本データ 中谷 特徴 見た目は金属 性質は半導体 用途 簡易ラジオやアンプにダイオード の材料として用いられる Geの電気的用途 電気的用途 • ダイオード （特殊用途） • トランジスタ • Etc… Geダイオード ゲルマニウムダイオードの利点 普通のダイオード より 小さい電圧で大電 流が流れる ゲルマニウムダイオードの応用 V １V t 普通のダイオードを使った場合 ゲルマニウム ダイオード 簡易AMラジオの回路図 ゲルマニウムダイオードを使った場合 (Ag) 銀 野村仁美 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8 1B 1 H 2 Li Be 3 Na Mg 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag 6 Cs Ba L Hf Ta W Re Os Ir Pt Au 7 Fr Ra A L La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb A Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk 1 3 4 11 12 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 55 57 72 73 74 75 76 77 87 88 57 58 59 60 61 62 89 90 91 92 93 94 2B 3B 4B 5B 6B 7B 0 He B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar Zn Ga Ge As Se Br Kr Cd In Sn Sb Te I Xe Hg Tl Pb Bi Po At Rn 2 5 6 7 8 9 10 13 14 15 16 17 18 30 31 32 33 34 35 36 47 48 49 50 51 52 53 54 78 79 80 81 82 83 84 85 86 63 64 65 66 67 68 69 70 71 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Dy Ho Er Tm Yb Lu Cf Es Fm Md No Lr 典型金属元素 半金属元素 非金属元素 遷移金属元素 希ガス (Ag) 銀 ◎特徴 ・元素番号47.貴金属. ・室温において、金属中で最大の電 気伝導率、熱伝導率、可視光線の反 射率を持つ。 ・銀歯、宝飾品(ネックレスなど)に使 われる。 ・銀イオンは強い殺菌力を持ち、殺菌 剤として近年使用されている。 参考: wikipedia,資生 (Ag) 電気的用途 ◎主な電気的用途 • 太陽電池の電極 • ギターシールド、オーディオケーブル、Etc… 参 太陽電池 太陽電池の電極に銀が用いられている。 バスバー電極 どちらも 銀電極 グリッド線 太陽光からの光エネル ギーを吸収して、電気的 なエネルギーに変える。 電流が流れる 発生した電流を銀 電極でキャッチ アルゴン 基本データ 滋野聖 元素記号 Ar 原子番号 18 原子量 39.95 融点 -189℃ 沸点 -186℃ 気体の密度 1.784 g/L （標準状態） 無色無臭の気体 大気中で3番目に多い 化学的に不活性 参考: http://fusenroom-shop.net/ アルゴン 電気的用途 電気的用途 • ICPプラズマのガス • 電球中に封入 • アルゴンイオンレーザー 参考: http://images-of-elements.com/argon.php ICPプラズマのガス コイルに高周波数の大電流を流 して、高電圧と作られた磁界によ る電界でアルゴンガスをプラズマ にする。 アルゴンプラズマを加速させ、半 導体表面にぶつけてエッチングを 行う。 参考: http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~kikibun/home1.html インジウム(In) 基本データ 藤井 インジウムは元素番号49の金属であ りレアメタルの1つである。 インジウムのインゴット(塊)は硬さは 比較的軟らかく、色は銀白色をしてい る。 インジウムは電気的用途としては化 合物として使われることが多い。 また13族元素であるため、シリコン (Si)やゲルマニウム(Ge)にドーピング されP型半導体を形成するのに使わ れたりする。 参考:http://taiyoutecj-inde.blogspot.jp/2009/05/blog-post.html インジウム(In) の電気的用途 ・透明電極 In2O3:酸化インジウムスズ =ITO(Indium Tin Oxide)が用いられる。 ・高速デバイス ITOを添付したガラス基板 InP:リン化インジウム(III)が用いられる ・発光ダイオード InGaN:インジウム窒化ガリウムが用い られる。 紫・緑・青色の発光ダイオード 参考URL http://www.sdk.co.jp/news/2005/aanw_05_0419.html http://www.adafruit.com/blog/2013/03/26/new-products-ito-indium-tin-oxide-coated-glass-50mm-x-50mm-pet-plastic-100mm-x-200mm/ ITOについて 透明電極 ～透明かつ伝導性が良い～ 透明→向こう側の光が見える。 伝導性が良い→電気が通りやすい } 光を遮らず、電気を 流せる・検出できる！ 透明電極 電界がかかると特性が変わるもの （液晶など） 透明電極 ITOについて 通り抜ける光を電流で操作できる テレビの画面やPCのディス プレイなどに使われる ～光について～ 光とは電磁波の一種 特に我々の目に見える 可視光は波長が380～ 750nmの電磁波のこと よく磨かれた金属に可視光が当たる ↓ 反射、吸収、透過 のどれかが起こる。 金属の表面を見れば、光沢があり、可視光がほとんど反 射されているとかんがえられる ～なぜ透明なのか～ 金属の吸収 →金属はバンドギャップ(禁制帯)がないため、自由電子が長波長 光を少し吸収するだけ。 金属の反射 →光の電界によって表面の自由電子が振動する、そのため電子が 邪魔をして光が内部に侵入できずに反射する。 光の周波数が高いと、自由電子がその変化についていけなくなり、 それ以上の周波数の光は通る。この周波数は 自由電子の密度が 大きいほど高くなることが分かっている。 自由電子がなければ、光が通る！ は通らない が自由電子が無ければ電気 →可視光が通るだけの自由電子数にすればよい ITO～透明で導電性を持つには～ この電気伝導率σはキャリアーの数n、電子の電荷e、電子 の移動度μの積で表すことができる。 σ＝neμ このことから 自由電子の密度を下げてしまうと電気伝導率が下がる しかし 電子の移動度つまり電子の動きやすさを上げれば電気伝 導率はあがる。 この移動度をあげる構造をITOはとっているため、ITOは透 明で導電性を持っていると言える。 アルミニウム 基本データ 中村友彦 原子番号13 金属 特徴 • 軽い • 強い • 電気をよく通す • 加工性が良い • 磁気を帯びない 参考: http://ja.wikipedia.org 代表的な用途 • 架空送電線 • 自動車のボディ • HDDの磁気ディスク基板 • 半導体基板の電極 参考：http://www.kauto.co.jp/category/1652517.html http://www015.upp.so-net.ne.jp/overhead- 架空送電線 中心の鋼線の外側にアルミ線をより 合わせた鋼心アルミより線が、発電 所から都市付近の変電所までの高 圧送電線路に使用。 銅よりも軽く、導電性も高いという特 徴を生かしている。 参考：http://www015.upp.so-net.ne.jp/overheadTML/ 電子について勉強しよう 電子の発見： 電荷がとびとびの値をとるものだということは，電気分解に関す るファラデーFaradayの法則からの帰結として発見された． ファラデーの法則：いろいろな電解質を通して同じだけの電気量を 流すと，1価のイオンの溶液において分離される物質の質量は，イ オンの原子量に比例する． すなわち，任意の1価のイオンの1グラム原子は，そのイオンが何 であるかにかかわらず，同一の電気量を運ぶ．この電気量はファ ラデー定数とよばれ F=96491 クーロン に等しい． 電子について勉強しよう Helmholtz の言葉 「もしわれわれが元素の原子の存在をみとめ るならば，われわれはもう1つの帰結をもさけることはできない．電 気は正の電気も負の電気も，一定の要素的な量，電気のアトムと して振舞うもの，に分割されている」． 電気の原子論的な本性の認識において，殊に本質的な役割を演 じたのは，気体中の電気の通過の研究であった．なかんづく，稀薄 にされた気体中における放電の研究およびそのさいに生ずる陰極 線の諸性質の研究は，負の電気のアトムが遊離の状態，すなわち 普通の物質原子と結びつかない状態で容易に得られることを示し た．そしてこの負の電気のアトムに対して，電子という名称が広く 使われるようになった． 電子について勉強しよう 2価のイオンの溶液を通して電流を流すと，ファラデー定数だけの 電荷が2価のイオンの1/2グラム原子によって運ばれ，また，3価の 電解質の場合には1/3グラム原子によって運ばれる． 他方，アヴォガドロ Avogadro の法則によれば，任意の物質の1グ ラム原子は，いつでも同じ数 N個の粒子を含むので，1価のイオン のおのおのによって運ばれる電荷は F e N （１） に等しい全くきまった大きさをもつであろう． そして般にk価のイオンの運ぶ電荷は kF ke N （２） となるだろう。 電子について勉強しよう 電子の電荷の決定 電荷がとびとびの値をとることの直接の証明と．個々の粒子の電 荷を見出す方法による電子の電荷の大きさの最初の精密な決定 が，1911年にミリカン Milikan によって行なわれた． ついで光の作用で放出される（光電効果）電子の電荷を，ミリカン の方法と似た方法で決定することが，1912年に A. F. ヨッフェ Joffe によって行なわれた． 電子について勉強しよう ミリカンの実験方法：極めて小さい油の滴の電荷を直接測定 水平におかれた畜電器の両極のあいだにあるそのような小滴を考 えよう． ①畜電器の極板に電圧がかかっていないと，滴は自由に落下する であろう．滴の寸法が小さいために，それは等速で落下する．なぜ なら，それの重さmgは空気の抵抗の力とつりあうからである． 空気の抵抗の力は昨年の物理で学んだストークス Stokes の法則 によると F 6avg （３） に等しい．ここでvgは落下速度，ηは空気の内部摩擦係数，aは滴 の半径である． 電子について勉強しよう mg 6avg 重力との釣り合いとの式 （４） から滴の半径を計算で出すことができる．ここで、滴の物質の密度 をσ，空気の密度をρであらわすとしよう．そうすると，空気中を落下 4 3 m a g 3 （５） 4 3 a ( ) g 6 avg 3 （６） する小球の実効的重さは となるから、力の釣り合いの式は となる。即ち、 1/ 2 1/ 2 vg 3 a 1/ 2 1/ 2 2 ( ) g が得られる。 （７） 電子について勉強しよう ②今度は，畜電器の極板に電位差が与えられ， 電場の作用で滴が上昇するようにその電位差 の大きさと向きがえらばれたとしよう．滴は電荷 Ｑが帯電しているとする。この上昇もまた落下 と同じように等速運動であるが，その速度をvE であらわす. QE mg 6avE -V +Q 0V （８） ここでEは畜電器の内部の電場の強さである．（４）と（８）から 6a Q (vg vE ), E （９） 電子について勉強しよう 直接測定にかからない滴の半径aの代わりに，vgを使ってaをあら わした式（７）を入れて vg1/ 2 3/ 2 Q9 2 (vg vE ) （１０） を得る． 1/ 2 1/ 2 E ( ) g 畜電器の極板のあいだの空気を電離させる（たとえばX線を使っ て）ことにより，滴の電荷を変化させることができる． 電場の強さがもとのままだとすると，滴の速度は変化してv’Eになり vg1/ 2 3/ 2 Q' 9 2 ( vg v ' E ) 1/ 2 1/ 2 E ( ) g が得られる． （１１） 電子について勉強しよう （１１）と（１０）とを組合わせると vg1/ 2 3/ 2 Q Q Q ' 9 2 ( vE v ' E ) 1/ 2 1/ 2 E ( ) g （１２） が見出される．帯電条件を変えつつ多数回の実験を行い、電荷量 の差を測定する。 （１２）によれば，帯電変更のさいの電荷の大きさの変化は，速度 の差vE－vE’ に比例するはずである．もしこの差がある1つの大きさ の整数倍であるならば，電荷の変化は連続的にではなく，有限の 分量ずつ行なわれると断定することができる． 電子について勉強しよう 実際にそうなっていた． 式（１０）は，滴の電荷の絶対値が和 vg＋vE に比例しなくてはなら ないことを示している．もしこの和が，同一の大きさの整数倍であ るならば，それは電荷がつぶつぶな単位から成るものであることを 意味する． 実際にそうなっていた． ミリカンの実験は力学的運動論と電気力学の単純な組み合わせと 慎重な実験手法を駆使することにより、電荷がとびとびの値を取る 原子論の完全かつ直接的な証明を与えた． ミリカンの実験例 帯電変更 帯電変更 落下時間 電荷の単 電場内の 帯電変更 電荷の単 電場内の 前後の上 の単位の と上昇時*位の何倍 上昇時間 の単位の 位の相対 上昇時間 昇時間の 何倍かを 間の逆数 かを示す の逆数 相対値 値 逆数の差 示す数 の和 数 tE (sec) 1 tE 80.708 0.01236 1 1 t E tE 0.09655 0.03234 22.375 n 1 11 1 1 t n t E t E g t E 6 79.600 3 0.005375 +1 0.09673 0.01616 17 0.005348 0.01254 0.005371 -7 0.09138 1 24 0.005358 140.565 0.00719 0.005348 0.005366 +6 0.12887 7 18 0.005390 0.04470 0.03751 n n 1 1 1 n tg tE 18 0.005387 34.785 0.02870 0.11289 *平均tg=11.880，ここでtgは重力場内の落下時間． 0.005374 +3 21 0.005376 半導体について 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 1 H 2 Li Be 8 1 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 0 He 半導体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 3 Na Mg B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba L Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra A L A La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 典型金属元素 半金属元素 非金属元素 遷移金属元素 希ガス 半導体について ・右図のように中性の原子を考えよう。 ・大きなエネルギーを与えて電離させ + よう。負電荷の電子と正電荷のイオン - に分離するだろう。 + ・もし電界がかかっていたら、それぞれ 電界の方向に逆向きに進むだろう。 電子電流とイオン電流が流れるだろう。 E 半導体について ・半導体は固体中で以上のような作用 が起こる物質である。 ・半導体中の電流を担う電荷をキャリヤ という。電子キャリヤとホールキャリヤ がある。 ・光エネルギーで電子とホールを作る ことができる。半導体内部に電界が あれば電流が流れる。これを利用 した素子がソーラーセルである。 + ホール - 電子 E 半導体について ・逆に電子とホールが出会えば光が発 生する。これを利用した素子がＬＥＤ,LD である。 ・電子とホールの濃度を電界によって 変化させて電流の流れを制御する素子 がトランジスタである。 半導体について Gate Vg oxide Vds ・一般に半導体中の電子は早く動く。 ・速度限界は107cm/sである。 n+source ・だから大電流を流すことができる。 z L n+drain ・電流は電気伝導度に比例する。 Depletion region x Inversion channel p-type substrate ・トランジスタは電気伝導度を外部 電界によって変えることができる。 W 0V ・だから電流を流したり止めたりスイッチング できる。 ・スイッチングは論理素子、デジタル回路に応用できる。 y 半導体について ・もちろん大電流制御もできる。 電気自動車にはＩＧＢＴという トランジスタが使われている。 ・電子の移動時間は素子サイズを 小さくすると短くなる ・だから素子サイズを小さくすると高速動作可能。 ・ダウンサイジングが開発されてきた。 半導体について ・現在最小サイズ22nm。 ・100GHz動作トランジスタ素子が できている。 ・良い品質の材料を開発することが大切。 ・適切な構造の素子を開発すること が大切。 ・トランジスタ素子は全ての電気機器 の動作用電子回路に応用されている。 －III-V系発光材料－ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 4 Be ベリリウム 5 B ホウ素 6 C 炭素 7 N 窒素 8 O 酸素 12 Mg マグネシウム 13 Al アルミニウム 14 Si ケイ素 15 P リン 16 S 硫黄 30 Zn 亜鉛 31 Ga ガリウム 32 Ge ゲルマニウム 33 As ヒ素 34 Se セレン 48 Cd カドミニウム 49 In インジウム 50 Sn スズ 51 Sb アンチモン 52 Te テルル 80 Hg 水銀 81 Tl タリウム 82 Pb 鉛 83 Bi ビスマス 84 Po ポロニウム －III-V系発光材料－ バンドエンジニアリング 3 2 0.4 0.6 エネルギー (eV) 1 0.9 1.5 1.2 0.8 Al Ga In N P As Sb 0.8 1.0 1.2 波長 (μm) 1.4 1.6 －半導体レーザの構造と特徴-1－ 半導体レーザは１９６１年に発明された 順方向バイアスV p-n接合ダイオードの順 方向バイアスによる注 入励起 拡散電流により接合領 域の電子濃度＆ホール 濃度増大 － ＋ n型 光 p型 電子 ホール 伝導帯 電子 光 EFn 電子ーホール再結合に よる発光 価電子帯 EFp ホール －半導体レーザの構造と特徴-2－ -高効率励起のためにダブルへテロ構造：n型クラッド層/活性層/p型クラッド層構造 １）ワイドバンドギャップクラッド層：キャリヤ輸送 ２）ナローギャップ活性層：キャリヤ再結合 擬フェルミ準位バンド内→反転分布→高効率再結合 ３）活性層/クラッド層バリヤ：キャリヤの漏れ防止 電子 EFn 活性層 GaInAsP クラッド層 p-InP:Zn ⊿E クラッド層 n-InP:Se hν ⊿E EFp ホール －半導体レーザの構造と特徴-3－ -より高効率励起のためにD(E) 三次元 D E E 量子井戸型活性層 状態密度増大→しきい値低減 クラッド層 EFn 量子井戸型 クラッド層 活性層 二次元 0 E1 E２ E３ E４ エネルギーE EFp －半導体レーザの構造と特徴-4－ 電極 ~150μm 絶縁膜 2~20μm 電流 量子井戸 n-InP,~2μm (クラッド層) 光出力 ~300μm n-InP基板 キャップ層 p+-GaInAsP,0.2μm クラッド層 p-InP~1.5μm 活性層0.1~0.2μm GaInAsP 電極 －半導体レーザの構造と特徴-5－ バンド -光閉じ込め活性層中への光閉じ込め効果： 屈折率小 ワイドバンドギャップクラッド層 屈折率大 ナローギャップ活性層 光強度 屈折率 n-クラッド層 n2 活性層 p-クラッド層 n1 n2 d ~ / 2n －半導体レーザの構造と特徴-6－ -光共振器絶縁膜 2~20μm 電極 キャップ層 クラッド層 活性層 電流 クラッド層 光出力 電極 L 2L m レーザ発振縦モード 問 題ー１ １．光通信用のレーザの 波長は１．３～１．５μmで ある。右図を参考にどのよ うなＩＩＩ－Ｖ材料が用いられ ているか推定せよ。 3 2 エネルギー (eV) 1 0.9 0.8 1.5 1.2 Al Ga In N P As 丁度1.5μmの光を出すた Sb めには共振長Ｌをいくらに するのが良いか？（Ｌ＞ 200μm） 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 波長 (μm) 問 題ー２ Spectral Irradiance [Wm-2nm -1] 1.5 ２．右図は太陽光の 強度スペクトルを光 １個のエネルギーで 1.0 書いたものである。 太陽光強度は赤道直 0.5 2 下で最大0.1W/cm と見積もられる。 00 効率１００％のソーラー 1 2 3 4 5 Energy [eV] セルができたとして、 １０ｋＷの発電をするためにはセル面積が何ｍ２必要か？ 現在広く使用されているソーラーセルはバンドギャップ 1.1eVのシリコンソーラーセルである。シリコンソーラーセ ルの効率限界は約３０％と言われている。原因を考えよ。
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