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태양광 발전 본문
태양광발전 / 태양열발전 구분도 할줄 모르는 지식상태였기 때문에 간단히 정리해 보려한다.
태양열발전
: 말 그대로 태양의 열을 이용. 집열판을 이용해 태양열을 흡수 후 저장 열변환 등을 통하여 열에너지로 활용.
발전효율이 낮다.
태양광 발전
: 태양의 빛과 태양전지 활용. 광기전효과를 이용하여, 태양으로부터 오는 빛을 전기 에너지로 바꾸어 주는 발전방법.
태양광 발전의 개념
태양전지는 광전효과 라는 빛의 성질 이용한다.
* 광전효과란,
광자가 물질을 구성하고 있는 원자와 충돌할 때 제일 바깥쪽 전자가 튀어나오는 현상
(빛 = 광자라는 빛의 흐름)
이 전자를 한 방향에 흐르게하는 방법에 따라 태양전지는
ㅇ 실리콘계 태양전지(반도체) ㅇ 유기태양전지 (전도성 고분자) ㅇ염료감응형 태양전지(광촉매특성)
로 구분된다.
실리콘 태양전지를 예를 들면 ,
P형 반도체 - 실리콘에 갈륨이나 인과같은 물질 합성해 양공, 구멍이 많음. (양공은 전자가 빠져나간 구멍)
N형 반도체 - 실리콘에 안티몬이나 비소같은 물질을 합성해 전자가 많음.
이 접합해 있는 형태 그림 (1).
두개가 접합되면 N형 반도체의 전자와 P형 반도체의 양공이 결합하게 되고
자유전자와 양공이 없어 전기전도가 되지않는 공핍영역이 생김. (N형 양극, P형 음극 띠게 됨)
그림(2)의 dipletion layer
이때 태양전지가 빛을 받으면 광전효과에 의해 공핍영역에서 양공에 들어가 있던 전자가 튀어나옴
그러면 양극을 띠고 있던 N형 반도체에는 전자 , P형 반도체에는 양공 모임 ( 두 반도체의 전위차 발생 )
여기에 전류가 흐를 수 있는 위 그림과 같은 통로를 만들어주면
N형 반도체에서 P형 반도체로 전류가 흐르게 됨.
이 과정이 반복되며 무한히 전기에너지 생성.
단점
ㅇ 해가 뜰때만 발전가능
ㅇ 햇빛이 강한 여름보다 봄에 발전효율이 더 높음 (온도때문)
ㅇ 태양에너지는 25도를 넘어가는 순간부터 효율이 낮아짐.
ㅇ 태양광 패널의 열을 식히는 방식 or 수상태양광 방식 + 우주태양광 발전도 연구되는중
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