「くるくる♪週刊化学マガジン」 |
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◆2008.03.19発行■■■■□■■■■□■■■■□■■■■□総登録者数 3848名◆
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◇◆◇◆◇ 日本分析化学専門学校 発
◇◆◇◆◇ 〓 くるくる♪週刊化学マガジン 〓 VOL.３６８
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◆◆◆◆◆◆◆ ◇第３週「化学と共に生活する！・ライフケミストリー」
◇◇◇◇◇◇◇
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本校は、日本でただ一つの化学の専修学校です。
学校案内ご希望の方は、無料でお送りしますのでお気軽にご連絡下さい。
ホームページでは、「今日から家庭が実験室」「授業で使える実験集」など
【すぐできる☆なるほど☆ザ☆化学実験室】のコーナーもあります！
厚生労働大臣 指定校
学校法人・専修学校 日本分析化学専門学校
○資源分析化学科(ハイテク材料分析コース・自然物質分析コース)
○生命バイオ分析学科(医薬バイオ分析コース・生活物質分析コース)
○有機テクノロジー学科(合成工学コース・生体工学コース)
○化学分析コース(土・日開講)
〒530-0043 大阪市北区天満２-１-１ TEL:06(6353)0347
http://www.bunseki.ac.jp/ mailto:info@bunseki.ac.jp
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みなさん、こんにちは！
先週金曜日は、本校第25回目の卒業式が挙行されました。
いつもながら、嬉しさと寂しさが交差する一日でありました。
http://d.hatena.ne.jp/bunseki/
今週からは、いよいよ入学生を迎える準備を本格化させていきます。
と同時に、新学科設立を始めとする新しい試みにもチャレンジします。
いずれにせよ、新しいってワクワクしますね！
◆今回のもくじ◆
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◆「化学と共に生活する！・ライフケミストリー」
＝次世代の太陽光発電の可能性＝
◆次回予告
◆ぶんせきニュース(学校情報)
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＝＝＝＝＝＝【化学と共に生活する！・ライフケミストリー】＝＝＝＝＝＝＝＝＝
◆次世代の太陽光発電の可能性
現在、地球上の人口は約６０億ですが、これからも年間８〜９千万人以上という
記録的なスピードで増加を続け２０５０年には１００億人を越えるのではないか
という試算もあります。
我が国の人口は約１億３千万人で、少子化の影響もあり２００５年頃から人口が
減少傾向にありますが、中国はその十倍の１３億人にも昇り、まだまだ人口が増
える傾向にあります。
世界的に人口が増えると食糧問題が生じます。飢餓に苦しむ諸国には、食料を増
産するだけの経済力、すなわち産業技術が必要になります。産業にはもちろんエ
ネルギーが必須です。人口増加はエネルギー不足を招くのです。
今日は無尽蔵にエネルギーを放出している太陽光を利用する最新の技術について
お送りします。
■太陽電池
みなさんご存知の通り、太陽光発電は持続可能なエネルギーシステムとして期待
されています。ソーラーパネルに必要なシリコンが希少かつ高価で、製造に用い
たエネルギーを大きく越えるほどの寿命が確保できないのではないかと、以前よ
り問題点が指摘されてきました。
太陽電池の技術は、シリコンなどの結晶を用いた第一世代、アモルファスシリコ
ンを用いた第二世代に次いで、近年では、様々な研究機関でシリコンに代わる次
世代太陽電池の開発が進められています。
太陽電池の基本構造である半導体はｐ型半導体（プラスの電荷をもつ正孔が電流
を伝える働きをもつ半導体）とｎ型半導体（マイナスの電荷をもつ電子が電流を
伝える働きをもつ半導体）を接合させていますが、有機太陽電池ではｐ型半導体
とｎ型半導体の双方あるいは片方を有機化合物で作っています。有機太陽電池は
有機薄膜太陽電池と色素増感型太陽電池に分類されています。
■有機薄膜太陽電池
有機薄膜太陽電池では、有機色素が光を吸収してマイナスの電荷をもつ電子が放
出されます。電子が抜けた穴はプラスの電荷を持つとみなすことができます（正
孔といいます）が、電子と正孔は静電気力でひきつけ合った状態（この状態を励
起子といいます）になります。この励起子がｐｎ接合の界面に移動した後に電子
と正孔に分離するのです。
電流とはマイナスの電荷をもった電子の流れと逆向きに定義されています。プラ
スの電荷をもつ孔子の流れは、電子の流れと逆向きとみなすことができますので、
言い換える正孔は電流と同じと考えることができ、下図のように一定の方向に電
流が流れるのです。
ｐ型 界 面 ｎ型
電｜ 励起子 ｜ ｜電
｜（＋−）→ ｜ ｜
極｜ ｜ ｜極
界面に近づくと次の瞬間、正孔と電子に分離
電｜ 正孔 ｜ 電子 ｜電
｜ （＋）← ｜ →（−） ｜
極｜ ｜ ｜極
← ← 電 流 ← ←
最近の研究では、ｐ型半導体としてフラーレン（Ｃ60）、ｎ型半導体として亜鉛
フタロシアニンを用い、ｐｎ接合の界面に亜鉛フタロシアニンとフラーレンを混
合したナノ構造層を挟み込むことによって、有機薄膜太陽電池としては最高レベ
ルのエネルギー変換効率を得られることが報告されています。
■宇宙太陽光発電
宇宙太陽光発電とは、地球の影に入らないように、地上から３６０００ｋｍ上空
の静止衛星軌道に、重量が一万トン程度の巨大な太陽光発電所を設置して、得ら
れた電力をマイクロ波などの無線で地上に伝送する構想です。宇宙太陽光発電が
提唱されたのは１９６０年代で、日本でも１９９０年代頃から宇宙航空研究開発
機構（ＪＡＸＡ）などが中心になり２０３０年ごろの実用化に向けて検討されて
います。今話題の国際宇宙ステーションでも約１５０トン程度ですから、超大規
模であることがわかっていただけると思います。
実際の建設には安全かつ大量輸送可能なロケット技術が必要不可欠ですが、既存
の技術の延長で実用化が可能といわれています。
電力を地上に伝送する方法には、マイクロ波（電磁波）やレーザー（光）、電磁
誘導（地場）などが検討されています。電磁誘導による地場による伝送方法は、
シェーバーや電動歯ブラシなどの電化製品の充電器で実用化されていますが、現
在のところ近距離でないと伝送が困難です。レーザーの場合は理論上１００ｍ程
度の送受信アンテナが必要になりますが、マイクロ波の場合はさらに大きい数ｋ
ｍ程度の送受信アンテナが必要になります。光を用いたレーザーは大気中の雲や
雨の影響を受けますが、マイクロ波の場合影響はほとんど皆無です。また、送受
信アンテナの小さなレーザーより、送受信アンテナが大きいマイクロ波の方が伝
送されるエネルギーの密度が低く安全だと言われています。
これまでにアメリカやフランス、カナダ、日本などでマイクロ波による伝送シス
テムの実証実験が行われています。エネルギー問題は、人口問題や地球環境問題
にも直接リンクしていますが、残念ながら現在のところ様々な研究機関で基礎研
究に続けられているに過ぎません。コストや技術的な問題がクリアされ、一日も
早く実用化に向け予算化、国家プロジェクトとして始動してほしいものです。
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＝＝＝＝＝【次回予告】＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
◆３月２６日(水) 第４週「化学の最先端を知る！・ハイテクケミストリー」
＝プラスチック大好き酵母発見！＝
どうぞお楽しみに。
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＝＝＝＝＝【ぶんせきニュース(学校情報)】＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
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