태양광 이 전기 만드는 원리가 궁금합니다

Question

태양광이 어떻게 전기를 만드는지 궁금합니다. 친환경에 요즘 관심이 많아서요. 지나가다보면 태양광 패널이 아주 많더라구요. 부탁드립니다

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

1. 광전자 효과: 태양전지에는 반도체 소재인 실리콘이 사용됩니다. 실리콘은 빛을 흡수하고 전기 에너지로 변환하는 광전자 효과를 이용합니다. 태양광이 태양전지에 닿으면, 그 안에 있는 원자들이 빛의 에너지를 흡수하고 전자를 활성화시킵니다.

2. 전하 분리: 활성화된 전자는 실리콘의 구조 내에서 자유로이 이동할 수 있습니다. 이때, 실리콘 내부의 양자간에는 양성 전하가 생성됩니다. 전자와 홀은 서로 반대 방향으로 이동하면서 전기적인 균형을 유지합니다.

3. 전기 생산: 실리콘 내부의 전자와 홀은 얇은 금속 전극으로 연결된 회로를 통해 외부로 전달됩니다. 이 과정에서 전자는 전류를 형성하고, 이를 통해 전기 에너지가 생성됩니다.

4. 전기 저장 및 사용: 태양전지에서 생성된 전기 에너지는 배터리에 저장되거나, 집이나 건물의 전력 공급 시스템에 연결되어 사용됩니다. 이를 통해 태양광으로 생성된 전기를 일상적인 전기 기기나 조명에 사용할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

태양광은 포토볼테익 효과를 일으켜 전자와 홀 사이의 차동 운동을 유발함으로써 결국 전기 에너지를 생성하는 것인데요.

포토볼테이익 효과란 태양광(빛)이 태양전지를 비추면, 빛의 에너지가 N형 반도체 내의 전자에게 넘어갑니다. 이렇게 에너지를 받은 전자들은 활성화되어 P-N 접합을 넘어 P형 부분으로 이동합니다. 위 과정으로 인해, N형 부분에는 홀(hole)이 남고, P형 부분에는 전자가 존재하게 됩니다. 이러한 상태가 유지되려면 외부 회로를 통해 N부분의 홀로 다시 돌아가야 하는데, 이 때 발생하는 것이 바로 우리가 사용하는 '전류'입니다. 이러한 전류가 태양광 전지의 작동 원리에 기반합니다.

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

태양광 전지판은 태양으로부터 들어오는 태양광을 흡수합니다. 태양광은 태양에서 방출되는 광자(빛의 입자)로 구성되어 있습니다.

태양광 전지판에 흡수된 태양광은 전자를 활성화시킵니다. 태양광 전지판은 일반적으로 p-n 접합이라는 구조를 가지고 있으며, 이 구조를 통해 태양광이 전자와 양공으로 분리됩니다.

활성화된 전자는 전자 전도층을 통해 전기 전도체로 이동합니다. 이 과정에서 전자는 전기적인 에너지를 가지게 됩니다.

전자가 전기 전도체를 통해 이동하면서 전기 전자를 생성합니다. 이 전기 전자는 전기 회로를 통해 전기를 생산하는 데 사용됩니다.