태양전지는 어떻게 전기를 만드는 것인지 원리가 궁금합니다.
안녕하세요 평소 태양광 발전에 관심이 있었는데요 태양빛으로 전기를 만드는 태양전지의 원리가 신기하고 궁금해서 질문드립니다. 어떤 원리로 작동되는지 알려주시면 감사하겠습니다.
7개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
아시다시피, P형이나 N형 반도체 모두, 애초부터 전기적으로는 중성인 상태입니다.
그런데, P, N 반도체를 서로 접합시키면 N형의 과잉 전자가 P형으로 넘어가 양공과 결합하면서
N형은 넘겨준 전자의 수만큼 +로 대전되고 P형은 받은 전자의 수만큼 - 로 대전되게 됩니다.
따라서, 어느 정도 전자가 PN 접합면을 넘어가고 나면, 이 대전된 부분 때문에 더 이상 전자가
넘어가지 못하고, 전자의 농도 차에 의한 확산력과 이를 막으려는 전기력이 평형을 이루게 됩니다.
그런데, 이때 P, N 접합면에 빛 에너지를 공급하면 양공과 결합돼 있던 전자가 에너지를 얻어 다시
과잉 전자 상태로 분리돼 N형 반도체로 돌아가게 됩니다.
다시 말해서, 빛 에너지가 넘어간 전자를 회수하려 하는 전기력을 도와 주는 상황이 되는 것이죠.
(그래서, PN 접합부에서 전자와 양공 쌍이 발생하게 됩니다.)
그럼, N형으로 돌아온 전자는 N형 반도체 쪽에 붙어 있는 전극으로 나와 부하에 전력을 공급한 후,
다시 P형 반도체에 붙어 있는 전극으로 돌아와 P형 반도체의 양공과 재결합하게 됩니다.
이렇게, 전자는 N형 반도체에서 나와 P형 반도체로 되돌아가는 순환을 계속하게 되어, 이것이 바로
태양 전지의 원리가 되는 것입니다..
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
태양광발전은 발전기 없이 태양광패널을 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식입니다.
P형 반도체와 N형 반도체 2종류의 실리콘 반도체를 겹친 구조로 되어 있는 태양광전지패널에 태양광이 쬐어지면, 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 태양광전지에 정공과 전자가 발생합니다
이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이며 전위차가 발생하고, 그로 인해 전류가 흐르게 되는 것이죠.
안녕하세요. 설재훈 과학전문가입니다. 태양광 전지는 빛에서 바로 전기를 생산 광전효과를 이용해서 빛을 쪼이면, 반도체를 통해서 전류가 흐른면 전력이 생산되요
안녕하세요. 조사를 해본 결과 태양광 발전은 태양빛을 직접 전기 에너지로 변환하는 기술입니다. 태양전지는 태양빛을 받으면 반도체 내의 전자를 들뜨게 하고, 이 전자들이 반도체의 양단으로 이동하면서 전류가 흐르게 됩니다.
태양전지는 크게 실리콘 태양전지와 박막 태양전지로 구분됩니다. 실리콘 태양전지는 가장 일반적인 태양전지 유형으로, 95% 이상의 태양전지 시장을 차지하고 있습니다. 실리콘 태양전지는 제조공정이 복잡하고 비싸지만, 효율이 높고 내구성이 뛰어나다는 장점이 있습니다.
박막 태양전지는 실리콘 태양전지보다 제조공정이 간단하고 저렴합니다. 그러나 효율이 낮고 내구성이 떨어진다는 단점이 있습니다. 박막 태양전지는 주로 건물의 지붕이나 벽에 설치하는 용도로 사용됩니다.
태양광 발전은 환경친화적인 에너지원으로, 온실가스 배출이 없습니다. 또한, 태양광은 무한정 사용할 수 있는 재생에너지입니다. 따라서 태양광 발전은 미래의 에너지원으로 주목받고 있습니다.
태양광 발전은 아직까지 초기 단계에 있지만, 그 발전 속도는 매우 빠릅니다. 2017년 기준으로 전 세계 태양광 발전 용량은 400GW를 넘어섰으며, 2050년에는 10,000GW에 이를 것으로 예상됩니다. 참고 하셔서 도움되셨다면 추천 좋아요 부탁드려요~ 좋은 하루 되세요~ ^^
태양전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 이 과정은 태양전지 내부에서 일어나는 광전자 효과에 기반합니다. 아래에 태양전지의 작동 원리를 간단히 설명해 드리겠습니다.
광전자 효과: 태양전지는 주로 실리콘 등의 반도체 재료로 만들어집니다. 반도체 재료는 빛을 흡수하면 그 에너지로 전자를 활성화시키는 광전자 효과를 겪습니다. 태양광이 반도체 표면에 닿으면, 그 에너지로 일부 전자가 원자 구조에서 해방되어 이동할 수 있는 상태가 됩니다.
전하 분리: 태양광에 의해 활성화된 전자와 빈 곳, 즉 양전하가 반대 방향으로 움직이게 됩니다. 이렇게 만들어진 전하들이 반도체 내부를 통해 전기적인 회로를 통해 움직이면 전기 에너지가 생성됩니다.
전기 에너지 생성: 전자와 양전하가 이동하면서 발생하는 전류는 회로를 따라서 흐르게 되고, 이를 통해 전기 에너지가 생성됩니다. 이러한 전기 에너지는 배터리에 저장되거나 집에서 사용되는 전력으로 변환될 수 있습니다.
인버터와 전력 그리드: 발생된 직류 전기는 일반적으로 집에 사용되는 교류 전기로 변환되어야 합니다. 이를 위해 인버터라는 장치를 사용하여 변환하고, 변환된 전력은 전력 그리드에 연결되어 주변 가정이나 시설에서 사용됩니다.
이런 방식으로 태양전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 사용할 수 있게 됩니다. 이는 친환경적이며 재생 가능한 에너지원으로서 지속 가능한 에너지 생산에 기여하고 있습니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
태양전지는 일반적으로 실리콘(Silicon)과 같은 반도체 물질로 만들어집니다. 실리콘은 전기를 전달하는 데에는 좋은 성질을 가지고 있습니다. 태양전지는 여러 개의 셀(cell)로 구성되어 있으며, 각 셀은 양극과 음극으로 구분되어 있습니다.
태양광이 태양전지에 닿으면, 태양광은 전자를 활성화시킵니다. 이 활성화된 전자는 실리콘 내부에서 움직이며, 양극과 음극 사이를 통과합니다. 이 과정에서 전자는 전기적인 에너지를 생성합니다.
