電験三種 令和元年度(2019) 理論 問11 過去問解説
次の文章は，太陽電池に関する記述である。
太陽光のエネルギーを電気エネルギーに直接変換するものとして，半導体を用いた太陽電池がある。p形半導体とn形半導体によるpn接合を用いているため，構造としては（ア）と同じである。太陽電池に太陽光を照射すると，半導体の中で負の電気をもつ電子と正の電気をもつ（イ）が対になって生成され，電子はn形半導体の側に，（イ）はp形半導体の側に，それぞれ引き寄せられる。その結果，p形半導体に付けられた電極がプラス極，n形半導体に付けられた電極がマイナス極となるように起電力が生じる。両電極間に負荷抵抗を接続すると太陽電池から取り出された電力が負荷抵抗で消費される。その結果，負荷抵抗を接続する前に比べて太陽電池の温度は（ウ）。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ）及び（ウ）に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) （ア）ダイオード，（イ）正孔，（ウ）低くなる
- (2) （ア）ダイオード，（イ）正孔，（ウ）高くなる
- (3) （ア）トランジスタ，（イ）陽イオン，（ウ）低くなる
- (4) （ア）トランジスタ，（イ）正孔，（ウ）高くなる
- (5) （ア）トランジスタ，（イ）陽イオン，（ウ）高くなる
答えと解説を見る
正解は(1)
解説
【考え方】太陽電池は、光が当たると電子と正孔が生まれ、pn接合で分けられて電気になります。
■1 (ア) つくり
太陽電池は、p形とn形をつないだpn接合でできています。
これはダイオードと同じつくりです。→ (ア) ダイオード
トランジスタは、p形とn形を3層に重ねたつくりです。
■2 (イ) 電子と対で生まれるもの
光が当たると、マイナスの電子と、プラスの正孔（電子が抜けたあなで、プラスのようにふるまうもの）が対で生まれます。→ (イ) 正孔
陽イオンは、半導体の中を動き回るものではありません。
■3 (ウ) 温度
負荷をつなぐと、光のエネルギーの一部が電気として外に取り出されます。
その分、太陽電池の中で熱になるエネルギーが減るので、温度は低くなります。→ (ウ) 低くなる
答えは(1)ピヨ。
出典：令和元年度（2019） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）理論 問11