태양광패널의 과학적원리가 궁금해요.

Question

예전부터 궁금했던게 전원주택 지붕에 태양광패널을 이용하는 집이 많고 학교 옥상에도 이용되는데요. 태양광패널은 어떤 과학적 원리로 에너지를 발생하는지 궁금해요.

설효훈 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 태양광 발전은 태양전지를 통해 햇빛을 전기로 변환시킵니다. 태양전지는 특정 금속이 빛을 받게 되면 ‘광자’라 불리는 빛의 입자가 금속 내 전자를 때리며 전자를 방출하게 되는 원리(광전효과)를 이용합니다. 태양광 발전의 과정은 다음과 같습니다. 1) 태양전지는 전자를 끌어들이는 성질을 가진 P형 반도체와 전자를 밀어내는 성질을 가진 N형 반도체가 만난 형태입니다.2) 두 반도체가 만나면 N형에 있던 전자가 P형으로 이동하면서 전자가 많아진 P형 반도체는 음극(-)을, N형 반도체는 양극(+)을 띄게 됩니다.3) 이때 태양전지가 빛을 받게 되면 광전효과가 일어나며 P형으로 이동했던 전자들이 튀어나와 다시 N형으로 돌아옵니다.4) 여기에 회로를 연결하게 되면 튀어나온 전자들이 N형 반도체를 떠나 P형으로 이동하며 전류, 즉 전기가 발생합니다.출처 : SK E&S미디어룸 - [에너지백과] 태양광 발전

검붉은코뿔소 34 · Answer

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.태양광 패널의 작동 원리는 태양광을 패널을 이용하여 흡수하면서 시작됩니다. 흡수된 광선은 광전효과에 의해 전자를 생성하게 되고 이 발생된 전자에 의해 전류가 생성되게 됩니다. 바로 이 전류 에너지를 방출하여 전기로 만들게 되는 것 이죠.

근면한하마253 · Answer

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태양광 패널의 전기에너지 생성 방법은 광전 효과를 이용하여 태양 복사 에너지를 전기 에너지로 직접 변환합니다. 빛 - 전기 변환의 기본 장치는 태양 전지입니다. 태양 전지는 광전지 효과로 인해 태양 광 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 장치의 일종입니다. 반도체 포토 다이오드입니다. 태양 빛이 포토 다이오드에 닿으면 포토 다이오드는 태양 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 전류를 발생시킵니다. 많은 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하면 상대적으로 큰 출력을 갖는 태양 전지 어레이가 될 수 있습니다.

김재훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.태양광패널은 태양빛의 광자(빛의 입자)가 반도체의 띠틈을 넘을 때 발생하는 광전효과를 이용하여 전기를 발생시키는 장치입니다.태양빛은 빛의 입자인 광자로 이루어져 있습니다. 광자는 에너지를 가지고 있으며, 이 에너지는 광자의 진동수와 비례합니다. 진동수가 높은 광자는 더 많은 에너지를 가지고 있습니다.반도체는 전자가 자유롭게 이동할 수 있는 띠와 이동할 수 없는 띠가 존재합니다. 이 띠를 가전자대와 전도대라고 합니다. 가전자대는 전자가 일반적으로 존재하는 띠이고, 전도대는 전자가 존재할 수 있지만 일반적으로 존재하지 않는 띠입니다.태양빛의 광자가 반도체의 띠틈을 넘을 때, 가전자대의 전자가 전도대로 이동하게 됩니다. 이때, 전자는 전도대에 존재하기 때문에 전류를 흐르게 할 수 있습니다.태양광패널은 이러한 광전효과를 이용하여 태양빛의 에너지를 전기로 변환합니다

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 태양광 흡수: 태양광 패널은 태양에서 나오는 광선을 흡수합니다. 패널의 표면에 있는 반도체 물질은 광선을 흡수하는 역할을 합니다.2. 전하 분리: 광선을 흡수한 후, 반도체 물질 내에서 전자와 양공 쌍이 생성됩니다. 이 과정은 광전효과라고도 알려져 있습니다. 태양광 흡수로 생성된 전자는 반도체 내에서 자유롭게 이동할 수 있습니다.3. 전기 발생: 전자가 반도체 내에서 이동함에 따라, 전기적인 전류가 생성됩니다. 이 전류는 전기로드에 연결된 회로를 통해 흐르게 되어 전기 에너지로 변환됩니다.4. 전기 에너지 활용: 생성된 전기 에너지는 집에서 전력을 공급하는 등 다양한 용도로 활용될 수 있습니다. 태양광 패널 시스템은 인버터를 통해 직류 전기를 교류 전기로 변환하여 사용할 수 있도록 합니다.

박준희 전문가 · Answer

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.태양의 복사열 에너지를 전기에너지로 변환시키는 특징을 지닙니다. 그래서 흐린날은 태양광패널의 에너지 생산이 불가능하죠.감사합니다.

전기·전자

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태양광패널의 과학적원리가 궁금해요.