半導体

太陽電池の頭脳といわれる半導体。

半導体は字が示すように導体が半分ということです。
そしてあとの半分は言わずと知れた絶縁体です。

半導体は電気を流す導体と電気を流さない絶縁体の
中間の位置にあるものとなります。

電気の流れる状態によって導体か絶縁体かはたまた半導体か
ということになりますがその電気の流れを決めているのは
自由電子の数量になっていて
導体は自由電子が多く、絶縁体にはほぼありません。

導体といえば電線にみるものがそうです。

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アルミニウムや銅・鉄に金・銀といった金属ということになりますが
黒鉛は金属ではないのですが電気の流れが良いとされています。

導体の中で最も良質のものは銀でその伝導率の高さはお墨付きですがさすが希少なためコスト的に活用はありません。

それに替わるものは銅で伝導率は高くコストが低いうえ容易に加工できる優れものです。

銅に伝導率はとてもおよびませんが軽量という利点でアルミニウムも活用範囲が多いということです。

絶縁体といえばゴム・ガラスがそうですが木材・プラスチックまた油も余程高い電圧でないかぎり電気を流しません。

おもしろいところでは水もそうです。

ただ不純物が一切入ってない混じりけのない純粋のみです。

さて半導体はいわゆるシリコンです。

半導体は温度によって導体と絶縁体の特性を活かせる特殊な性質があります。

シリコンは低い温度環境では絶縁体で温度が上がることで導体になります。

さらには、ホウ素などの3価元素によりp型半導体になり

ヒ素などの5価元素ではn型半導体となります。

現在太陽光発電ではシリコン材質が主体です。

半導体は電子部品の頭脳として大いに活躍しています。

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