태양광 패널의 효율을 결정하는 주요 소재와 변환의 원리는?

Question

안녕하세요. 태양광은 반도체 재료로 빛을 전기로 바꿔주는 역할을 한다고 하는데, 태양광 패널의 효율을 높이는 결정 구조와 변환 메커니즘에 대해서 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요.

태양광 패널들 보면 지구 지각에서 쉽게 구할 수 있는 원소 실리콘을 씁니다. 결정 구조가 균일할수록 전자 이동 손실이 줄어들기 때문에 효율이 높아지게 되요. 빛이 반도체에 흡수되면 전자와 정공 쌍이 형성되는데, 이를 PN 접합의 내부 전기장이 분리하면서 전기가 만들어지는 원리입니다. 이걸 광전효과라고 부르죠.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

태양광 패널은 주로 실리콘 같은 바도체의 p-n 접합 구조를 이용해 빛의 에너지를전자로 전환합니다 빛이 반도체에 닿으면 전자가 여기되어 전자 정공 쌍이 생기고 내부 전기장에 의해 이동하면서 전류가 발생합니다 효율을 높이기 위해 결정 결함이 적은 단결정 구조 광 흡수율을 높이는 표면 텍스처링 반상 방지 코팅 다층 접합 구조 등이 사용되고 있습니다

Answer 3

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

태양광 발전은 태양 빛을 전기에저니로 전환시켜 발전을 하는 방식 입니다. 이러한 과정을 광전 효과라고 합니다

현재의 태양광 패널은 실리콘으로 되어 있는데 실리콘은 빛을 흡수하면 전자를 방출하는 물질 입니다.

태양광 패널의 효율은 빛을 얼마나 잘 흡수하고 이를 얼마나 전자를 잘 배출하는지가 관권 입니다. 그래서 실리콘을 다양하게 조합하여 패널이 만들어지게 됩니다.

크게 단결정 실리콘 / 다결정 실리콘이 있습니다.

단결정 실리콘은 배열이 한 방향으로만 되어 있어 빛을 받아 만들어지는 전자가 효율적으로 이동할 수 있기 때문에 전자 손실이 적어 효율이 최대 25%까지 나옵니다.

반면 다결정 실리콘은 결정방향이 다양하여 전자 이동시 전하와 반응하여 전자가 사라지는 현상이 발생하여 효율이 15% 내외입니다. 하지만 대량생산이 가능하고 가격이 저렴하여 많이 사용됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)