태양전지

요약 태양광선의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치. P형 반도체와 N형 반도체를 사용하고, 빛을 비추면 내부에서 전하가 이동하여 P극과 N극 사이에 전위차가 생긴다.

태양의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치가 태양전지이다. 태양전지는 우리가 생활에서 흔히 사용하는 화학전지와는 다른 구조를 가진 것으로 ‘물리전지’라 구분하며, p형반도체와 n형반도체라고 하는 2종류의 반도체를 사용해 전기를 일으킨다.

태양전지의 원리

태양전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 양공(정공)이 발생한다. 발생된 전하들은 각각 P극과 N극으로 이동하는데, 이 작용에 의해 P극과 N극 사이에 전위차(광기전력)가 발생하며, 이때 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다. 이를 광기전력효과라 한다.

태양전지 발전 방법

태양전지 모듈은 대형의 시스템에서는 여러 태양전지를 직·병렬로 연결하여 전력을 꺼낸다. 셀은 전기를 일으키는 최소 단위이며, 모듈은 전기를 꺼내는 최소 단위이고 현관문의 반만한 크기이다. 어레이는 직·병렬로 연결한 여러 개의 모듈을 정리한 단위이다.

태양전지의 종류

태양전지는 실리콘 반도체를 재료로 사용하는 것과 화합물 반도체를 재료로 하는 것으로 크게 나눌 수 있다. 다시 실리콘 반도체에 의한 것은 결정계와 비결정계로 분류된다. 현재 태양광 발전 시스템으로 일반적으로 사용하고 있는 것은 실리콘 반도체가 대부분으로, 특히 결정계 실리콘 반도체의 단결정 및 다결정 태양전지는 변환 효율이 좋고 신뢰성이 높아 널리 사용하고 있다.