太陽電池の出力特性

質問

大学の実験で太陽電池の出力特性を求める実験を行いました。

実験方法は
・太陽電池に可変抵抗を接続する
・抵抗値を変化させて電圧と電流を測定する

というものでした。抵抗を変化させることで電流が変化するのはわかるのですが、何故電圧も変化するのかがわかりません。

どなたかこの疑問に答えていただけませんでしょうか。よろしくお願いします。

回答No.3

porepore47

乾電池だって、流す電流が変われば、出力電圧も変わります。
太陽電池は、この現象がもっと顕著な特性を持っています。
極端な例では、出力を短絡したばあい（電圧はゼロですよね）最大電流が取り出せます。
要は、太陽電池の特性です

回答No.2

tadys

抵抗を変化させても電圧が変化しないとエネルギー保存の法則に反します。

太陽電池からでてくる電力は照射した光のエネルギーが変化したものです。
ですからどんなにがんばってもそれ以上の電力は発生できません。
抵抗 R に電圧 E を加えた時の電力を W とすると
W　=　E＊E/R となりますが、Rが小さくなると消費電力が大きくなります。
太陽電池で発生可能な電力より大きな電力が必要な抵抗値になると
それに見合った電力が発生できないため電圧が下がってバランスをとります。

回答No.1

Duke_Mike

１：もしかしたら・・・・
基本的な突っ込みをまず入れておきます。
純粋に可変抵抗を変化させたら、分圧は変りますよね？
そういう様な基本的な回路理論が分かっていたら2以下
を読んでください。

２：電流によって太陽電池の電圧が変るから。
これに尽きます。ただ色々な解釈の仕方はあります。

回路理論的解釈
電気部品にはＲＣＬという特性があり、
様々な要因によってこれが変化します。
太陽電池の場合、電源というお話になりますが、電源というものは
必ず内部に内部抵抗と呼ばれるＲ成分を持ちます。
電流によってこのＲ成分が変化するため、電圧も変化するのです。

物理的な解釈
バンド理論などをお読みください。
ただ簡単にいうと、Ｖとはエネルギーのことです。
太陽電池を構成する半導体においては、それを構成する電子がある
バンドギャップと呼ばれるエネルギー幅を超えないと電流として
流れることができません。
だからＶを与えると流れられる電子の数が変り、電流が変化します。
回路理論でのＲ成分の変化などはここに起因します。
回路理論では考えやすいＶが増えたらＩも比例して増えるという線形
なものを扱いますので、そこにＩとＶが比例関係を持たないようなもの(非線形）を取り込んだので少し戸惑ったのではないでしょうか？