太陽電池とLED: 違いと比較

エネルギーは何十年にもわたって重要なトピックであり、今後もそうなるでしょう。 持続可能なエネルギーの話題は、最も偉大な人々の心を動かし続け、解決策を見つけるよう促してきました。

これらのソリューションには、時代を定義する優れた発明が含まれています。 そのような発見の XNUMX つは、太陽電池と LED に関するものでした。

主要な取り組み

1. 太陽電池は太陽光を電気エネルギーに変換し、LED は電気エネルギーを光に変換します。
2. 太陽電池はシリコンなどの半導体材料でできていますが、LED は pn 接合ダイオードで構成されています。
3. 太陽電池は再生可能エネルギーの生成に応用され、LED はさまざまな照明やディスプレイの目的で使用されます。

太陽電池 vs LED

太陽電池と LED の違いは、太陽電池は光から直接電気を生成するのに対し、LED は電気から直接光を生成することです。 つまり、太陽電池は光を電気の形に変換します。 一方、LEDは電気を可視光に変換して放出します。

太陽電池は、光起電力効果を利用して電気を生成します。 これが、太陽電池と呼ばれることがある理由です。

複数の太陽電池セルを組み合わせて、大量の熱を吸収できる太陽電池モジュールを準備し、発電量を増やすことができます。

LEDはLight Emitting Diodeの頭字語です。 陽極と陰極の間に電位差があると発光します。

効率が良く、寿命が長いという理由から、照明、電子回路、自動車産業など、さまざまな用途に使用されています。

比較表

比較のパラメータ	太陽電池	LED製品
目的	光を電気に変換するには	電気を光に変えるには
で発明された	1954	1962
によって発明	カルヴィン・サウザー・フラー、ダリル・チェイピン、ジェラルド・ピアソン	ニック・ホロニャック
使用原理	光起電力効果	エレクトロルミネッセンス
最終出力	DC（直流）電気	イルミネーションまたはライト
アプリケーション	ソーラートイ＆カー、携帯ラジオ、ソーラーモジュールなどに使用されています。	あらゆる種類の照明ニーズ、自動車、回路など。

太陽電池とは

太陽電池は、光起電力効果の原理に基づいて動作し、太陽光やその他の人工光源などの入射光から電気を生成します。

太陽電池はあらゆる半導体で構成できますが、その優れた特性からシリコンが最も多く使用されています。

お互いに積み重ねられたXNUMXつのシリコン層があります。 XNUMX つの層は n 型と呼ばれ、もう XNUMX つの層は p 型と呼ばれます。 光が細胞の表面に入射すると、シリコンの電子に吸収されます。

これらの電子は「励起」され、あちこち動き始め、電気を生成します。この電気は直流 (DC) の一種ですが、インバーターを使用して交流 (AC) に変換できます。

最初の太陽電池は、1954 年に Bell Laboratories の Calvin Souther Fuller、Daryl Chapin、および Gerald Pearson によって作成されました。 しかし、光起電力効果の歴史は1839年にさかのぼります。

今日、太陽電池は、太陽電池式のおもちゃやその他の電気で動く小型デバイスに使用されています。 太陽電池のより大きな用途は、複数のセルを組み合わせて作成される太陽電池モジュールです。

太陽電池モジュールは、太陽光を吸収して電気に変換するために使用されます。 これは、持続可能な開発のための優れた方法です。

LEDとは何ですか？

エレクトロルミネッセンスの原理に基づいて、LED または発光ダイオードは、ダイオードに電気が流れると光を放ちます。

ダイオードは、正に帯電した p 型半導体と負に帯電した n 型半導体で構成されています。 これらの半導体は、「バンドギャップ」と呼ばれる境界によって分離されています。

ダイオードが順方向にバイアスされている場合、つまりバッテリーの正端がダイオードの正端に接続され、負端も同様に接続されている場合、両方の半導体材料で反発が発生します。

この斥力により、電荷はバンドギャップ付近に集中し始め、最終的に電子が結合して光子に変換されます。

放出された光の色は、材料に依存する放出された光子のエネルギーと、バンドギャップを通過するために必要なエネルギーに依存します。 さまざまな素材を使用して、さまざまな色の光を発することができます。

LED の歴史は 1907 年にさかのぼりますが、Nick Holonyak が可視赤色光を発するダイオードを発明したのは 1962 年のことでした。

現在、LEDは自動車産業、電子産業、電気産業など、照明が必要なあらゆる場所で使用されています。また、有機化合物を半導体として利用する有機LED（OLED）もあります。

太陽電池と LED の主な違い

1. 太陽電池の機能は、光を電気に変換することです。 一方、LEDは電流を照明や光に変換するために使用されます。
2. 太陽電池は光起電力効果の原理で動作しますが、LED はエレクトロルミネッセンスの原理で動作します。
3. 太陽電池は、カルビン・サウザー・フラー、ダリル・チャピン、ジェラルド・ピアソンによって開発されました。 LED は Nick Holonyak によって開発されました。
4. 1954 年に発明された LED と比較して、太陽電池は 1962 年に発明されました。
5. 太陽電池は直流 (DC) の形で電気を出力しますが、発光ダイオード (LED) は目に見える光を出力します。
6. 太陽電池の主な用途は、太陽電池モジュール、自動車などのソーラー玩具、小型計算機、および太陽エネルギーで動作するその他のデバイスです。 しかし、LEDは住宅の照明、電気回路、自動車のヘッドライト、信号機などに使用されています。

参考情報

1. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=4Ok7DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP7&dq=solar+cells&ots=j6gQQw-3JE&sig=iZbaIw9xzINvH1rHCGplfddF97c
2. https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.1201/9781420076639/introduction-light-emitting-diode-technology-applications-gilbert-held