太陽電池の仕組み

光も電気もエネルギー

次に覚えなければならないのは、光も電気もエネルギーであるということです。エネルギーとは力、活力です。よくあの人はエネルギッシュだとか、エネルギーを補給しなければと食事をしたりします。 太陽電池は、光のもつエネルギーを電気エネルギーに変換する装置なのです。
光にエネルギーがある? ちょっと信じられないかもしれません。でも、考えてみてください。太陽の光があたると温かいですよね。あるいは肌が焼けたり、しみが出来たりします。これはすべて太陽光のもつエネルギーによって、大気が温められ、あるいは肌の中で反応が起こっているのです。このように、その作用によって他のものに変化を与える力がエネルギーです。
石油や天然ガスをよく化石エネルギーと言います。アンモナイトなど、いわゆる化石にはエネルギーはありませんが、化石時代に作られた石油や天然ガスは燃やすことによって暖かくしたり、エンジンを動かしたりする力を持っています。エネルギーは我々にとって必要不可欠なものといえます。
そして、最後に電気とはなにかです。電気もエネルギーを持っています。洗濯機を動かしたり、テレビを映したりします。でも、目には見えません。その実態は何でしょう。実は、電子の流れです。電子計算機、電子・・・の電子です。すなわち、電気エネルギーとは電子が持っているエネルギーなのです。

原子とは?

では、電子とは何でしょうか。ここから化学の知識が少し必要になります。電子は、原子を構成する粒子の1つです。
では、原子とは?
原子とは、物質を構成する最小単位です。もちろん1種類ではありません。現在、知られている原子は100種類以上あります。地球上の物質はすべてこれらの原子から成っています。もちろん、私たちの体も例外ではありません。
身近なものから紹介しましょう。まず、私たちが生きていくのに必要な空気、これは主に酸素と窒素という2つの原子から成っています。実際には、酸素原子2つ、窒素原子2つがそれぞれ結合した酸素分子、窒素分子という状態で存在し、この2つの分子が、おおよそ1対4の割合で混合されているものが空気です。我々は、この空気から酸素だけを体に取り込んで生きています。
その我々の体は、主に炭素、水素、そして酸素という3つの原子から成っています。もちろん、それ以外に微量ながら多くの原子が含まれていますが、主なものはこの3つです。この3つのうち、主として炭素と水素から成るものを有機物といいます。人間はもちろん、動植物、さらには我々人間が合成したプラスチックなども有機物です。これに対し、金属や岩石など、炭素あるいは水素を同時に含まないものを無機物といいます。

ちょっと原子から離れてしまいました。元に戻します。
原子は、原子核と電子から構成されています。原子核を中心にしてその周りに電子があり、原子核の周りをまわっています。もちろん、目には見えませんが、太陽の周囲を地球をはじめとする惑星が回っていることを想像してください。
原子核には、陽子と呼ばれる粒子が存在します。それぞれの原子の大きさは、原子核の大きさ、すなわち陽子の数で決まります。原子の中で一番小さいものが、水素です。水素の原子核には陽子が1つ、そしてその周りを1つの電子が回っています。陽子が2つのものをヘリウム、3つのものをリチウムといいます。これらはおなじみの名前ですね。ヘリウムは風船を膨らませるのに使われます。リチウムは、その名もずばりリチウム電池に使われています。
このように、陽子が1つずつ増えて別の原子になっていきます。もちろん、すべての原子には名前があります。水素、ヘリウム、リチウムのあとは、ベリリウム、ホウ素、炭素、酸素、フッ素、ネオン・・・・。昔、「水平リーベ僕の船」なんて、覚えたことを思い出します。

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