テルル化カドミウムと太陽電池

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テルル化カドミウムと太陽電池の違い

テルル化カドミウム vs. 太陽電池

テルル化カドミウム (cadmium telluride) は、組成式CdTeで表される、カドミウムとテルルから成る結晶性の無機化合物である。赤外光学窓や太陽電池の材料として用いられる。硫化カドミウムで挟み、p-n接合型太陽電池とする用途が知られている。テルル化カドミウムから成る電池は、典型的なn-i-p構造を有している。. 単結晶シリコン型太陽電池 太陽電池（たいようでんち、Solar cell）は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換する電力機器である。光電池（こうでんち、ひかりでんち）とも呼ばれる。一般的な一次電池や二次電池のように電力を蓄える蓄電池ではなく、光起電力効果によって光を即時に電力に変換して出力する発電機である。タイプとしては、シリコン太陽電池の他、様々な化合物半導体などを素材にしたものが実用化されている。色素増感型（有機太陽電池）と呼ばれる太陽電池も研究されている。 太陽電池（セル）を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにしたパネル状の製品単体は、ソーラーパネルまたはソーラーモジュールと呼ばれる。モジュールをさらに複数直並列接続して必要となる電力が得られるように設置したものは、ソーラーアレイと呼ばれる。.

バンドギャップ

バンドギャップ（Band gap、禁止帯、禁制帯）とは、広義の意味は、結晶のバンド構造において電子が存在できない領域全般を指す。 ただし半導体、絶縁体の分野においては、バンド構造における電子に占有された最も高いエネルギーバンド（価電子帯）の頂上から、最も低い空のバンド（伝導帯）の底までの間のエネルギー準位（およびそのエネルギーの差）を指す。 E-k空間上において電子はこの状態を取ることができない。バンドギャップの存在に起因する半導体の物性は半導体素子において積極的に利用されている。 半導体のバンド構造の模式図。Eは電子の持つエネルギー、kは波数。Egが'''バンドギャップ'''。半導体（や絶縁体）では「絶対零度で電子が入っている一番上のエネルギーバンド」が電子で満たされており（価電子帯）、その上に禁制帯を隔てて空帯がある（伝導帯）。 金属、および半導体・絶縁体のバンド構造の簡単な模式図(k空間無視) バンドギャップを表現する図は、E-k空間においてバンドギャップ周辺だけに着目した図、さらにk空間を無視してエネルギー準位だけを表現した図も良く用いられる。.

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ダイオード

図1：ダイオードの拡大図正方形を形成しているのが半導体の結晶を示す 図2：様々な半導体ダイオード。下部:ブリッジダイオード 図3：真空管ダイオードの構造 図4 ダイオード（英: diode）は整流作用（電流を一定方向にしか流さない作用）を持つ電子素子である。最初のダイオードは2極真空管で、後に半導体素子である半導体ダイオードが開発された。今日では単にダイオードと言えば、通常、半導体ダイオードを指す。 1919年、イギリスの物理学者 William Henry Eccles がギリシア語の di.

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カドミウム

ドミウム（cadmium）は原子番号48の金属元素である。元素記号は Cd で、いわゆる亜鉛族元素の一つ。安定な六方最密充填構造 (HCP) をとる。融点は320.9 。化学的挙動は亜鉛と非常に良く似ており、常に亜鉛鉱と一緒に産出する（亜鉛鉱に含まれている）ため亜鉛精錬の際回収されている。軟金属である。 カドミウムは人体にとって有害（腎臓機能に障害が生じ、それにより骨が侵される）で、日本ではカドミウムによる環境汚染で発生したイタイイタイ病が問題となった。またカドミウムとその化合物はWHOの下部機関IARCよりヒトに対して発癌性があると (Group1) 勧告されている。 ホタテガイの中腸腺（ウロ）にはカドミウムが蓄積することが知られている。.

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国立再生可能エネルギー研究所

国立再生可能エネルギー研究所 (The National Renewable Energy Laboratory NREL)は米エネルギー省に属する再生可能エネルギーとエネルギー効率に関する研究開発を行う基礎研究所である。所在地はコロラド州ゴールデン（デンバー郊外）。 1974年に設立され、1977年に太陽エネルギー研究所 (Solar Energy Research Institute)として活動を始めた。1991年9月に米エネルギー省(DOE)の国立研究所となり名前を国立再生可能エネルギー研究所(以下NREL)に変更した。 NRELは主に、米エネルギー省のエネルギー効率及び再生可能エネルギー局(Office of Energy Efficiency and Renewable Energy)の財政援助を受けている基礎研究所である。他にはエネルギー省の科学局(Office of Science)や、送電配電局(Office of Electricity Transmission and Distribution)からも支援を受けている。 NRELの進める計画のひとつが原住民エネルギー自給計画(Tribal Energy Program)である。目標は少数部族たちのエネルギー自給と雇用創出、再生可能エネルギー開発を通した部族地域の経済開発である。計画では経済的、技術的支援を原住民に行い採算性の検討および再生可能エネルギー設備の設置費用を補助する。 2006年2月初旬、NRELの予算は28百万ドルまで削減された。結果32人がレイオフされ、NRELは外部の契約や委託研究を中止した。 2006年2月20日、エネルギー省は5百万ドルの予算をNRELに追加すると発表した。この公告は 2006年2月21日のジョージ・W・ブッシュ大統領の訪問に合わせて行われた。ブッシュ大統領は最初に示した予算原案の削減は"mixed signals"の結果だったとしている。 NRELは正式予算を使ってレイオフした人材の再雇用を試みている。しかし、取り消された諸契約が復元される予定はない。.

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硫化カドミウム

硫化カドミウム（りゅうかカドミウム、Cadmium sulfide）は硫黄とカドミウムからなる無機化合物で、組成式 CdS の黄色の固体。カドミウムイオンの溶液に硫化物イオンを加えると得られる。天然には硫カドミウム鉱（グリーノッカイト）として産出するが、その量は少ない。 黄色顔料・カドミウムイエローの主成分である。熱安定性が高いため、機能性プラスチックなどのポリマーに用いられる。セレンを添加したものは硫セレン化カドミウムと呼ばれ、色調が黄橙から赤紫色に変化する。 硫化亜鉛を添加したものは硫化亜鉛カドミウムと呼ばれ、純粋な硫化カドミウムとともにカドミウムイエローとして使われる。但しColour Index Generic Nameは異なり、硫化カドミウムを主成分としたカドミウムイエローが Pigment Yellow 37 なのに対し硫化亜鉛カドミウムを主成分としたカドミウムイエローは Pigment Yellow 35 である。また、色調も純粋な硫化カドミウムが鮮黄色～橙黄色を呈するのに対し、硫化亜鉛カドミウムは淡黄色～鮮黄色を呈する。なお、硫化亜鉛カドミウムは燐光を帯びる。 半導体であり、2.42 eV のバンドギャップを持つ。電気抵抗が光の強さによって変化するフォトレジスタ（光センサー）や、太陽電池など、光エレクトロニクス材料として用いられる。.

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量子ドット

量子ドット（りょうしどっと、Quantum dot (QD)、古くは量子箱）とは、3次元全ての方向から移動方向が制限された電子の状態のことである。.

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