(2023/02/18).

　半導体とは誠に不思議な機能特性を持っている。しかしその機能の意味を、解釈する電気理論、物理学理論は何だろうか？半導体と言う電気特性材料が第二次世界大戦後に発見、開発された。その特徴はp型半導体、ｎ型半導体および真性半導体と三つの分類で分けられる特性を示す。その半導体の特性を解釈する理論が『バンド理論』であろう。しかし、その半導体特性をその理論で理解しようとしてもなかなか理解し切れずに来た。今は、自然世界に『電荷』の存在すると言う標準的な物理学理論の基本的解釈論拠を完全に信じられなくなってしまった。『電荷』が実在しないと言う自然観に立てば、『電子』やクーロンの法則の意味が無意味になった。そのような観点に立つ根拠として、物理学理論の基礎物理量に、『エネルギー』の実在性が全く認識されていない、その余りにも『考えない』不可解さに、科学理論の本質的矛盾の支配した姿の基が潜んでいると理解したからである。

　その一つの具体例を半導体と言う、特性材料に掛けて、『電荷』、『電子』の論理的矛盾を取り挙げたい。その pn接合 に、電気技術概念の『電圧』と『エネルギー』の意味を理解して初めて、自然科学理論の本質に『電荷』を据えるべきでないと分かる筈だ。

　太陽電池の原理－ダイオード逆流の不可解－　
　
　その前の、太陽光発電の原理　(2021/01/06) の記事で取り上げた回路を、初めてある解説記事で知った。そのような具体的回路例の解説は何処にも無かった。太陽光発電の半導体機能要素のpn 接合で、技術概念『電流』の流れる方向が、ダイオードのonの導通方向と逆であることを知った。その訳が『バンド理論』でどう解釈するのか、『電子』と『正孔』では筆者には、その動作を理解できない。その意味を、ダイオードとしてみた時、どう解釈すれば良いかを考えた。

　上の図の意味を考えるには、先ず『電圧』と言う技術概念量の物理的意味、物理量をどの様に捉えるかが基本認識として必要だ。
　
　ダイオードの n型が電圧降下の陰極側である。『電圧』の陰極側はその領域に『エネルギー』が高密度で分布した状態である。対して、p型は『エネルギー』のない極性側である。ｐｎ領域間には『エネルギー』の分布ギャップがある状態を『電圧』と言う技術概念で評価しているのだ。『電圧』がある空間は、その二点間の空間に『エネルギー』の分布密度差が有ると言う物理状態なのだ。

　②　エネルギー変換機能　はダイオードの極性としては『オフ』の極性である。だからそのダイオードは『オフ』の筈である。しかし、太陽光発電では光の『エネルギー』を n型側で余分に吸収して、『エネルギー』量の、pn 接合状態より、多い物理的特性状態になる。その光の『エネルギー』吸収分だけ余分な状態となり、外部に放出する電源としての機能を発揮すると解釈する。その為、負荷抵抗には電源電圧に加算した、太陽光の『エネルギー』分が加わると解釈したい。
　(2023/02/20) 追記。この回路が動作するには、ある条件が必要だろう。電池などの電源は、その『エネルギー』供給能力が十分大きい。電池の保有『エネルギー』を放出し切るまで電気回路の『電圧値』を規定値に保つだけの能力を持っている。pn接合素子も十分なその素子の電圧値に対しての供給『エネルギー』の能力が必要であろう。その電池電圧に対する比率で、ある程度の整合した『エネルギー』供給能力が必要であろう。実験・研究室があれば‥。pn素子の並列数と照射光の紫外線強度スペクトラム・・。

　この解釈は、自然世界に対する感覚的観照に基づく。『電荷』と言う物理概念を否定し、その論理的矛盾から、全て『エネルギー』一つでの解釈を基礎に置かざるを得なくなる。これらすべては、電気回路電線導体内に『電子』が流れる筈が無いと言う物理的原理に基いた原則に立っての認識による。