태양전지 설계

소개글

태양전지 설계 레포트입니다.

목차

(1) 태양전지의 원리

(2) 태양전지의 효율

(3) 설계
- 어떠한 재료를 사용하면 고효율의 태양전지를 얻을수 있을까?
Assumption 1) GaAs 재료를 사용하여 태양에너지 전지를 만든다면?
Assumption 2) CdTe 재료를 사용하여 태양에너지 전지를 만든다면?
Assumption 3) CuInSe2 재료를 사용하여 태양에너지 전지를 만든다면?
- 결론
- 효율을 높이기 위한 film 제작

본문내용

(1) 태양전지의 원리
태양전지는 크게 태양열 전지와 태양광 전지로 나눌 수 있다.
태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는 데 필요한 증기를 발생시키는 장치는 태양열 분야(solar thermal electricity)이고, 태양빛(photons)을 반도체의 성질을 이용하여 전기에너지로 변환시키는 장치가 태양광 분야(photovoltaic solar cells) 이다.
그림1 은 태양전지의 단면을 나타내며, 일반적으로 태양전지의 구조는 단결정 규소 태양전지의 경우 실리콘(Si)에 5가 원소인 (인, 비소,안티몬)등을 첨가시킨 N 형 반도체와 3가 원소(붕소,칼륨)등을 침투 시켜 만든 P 형 반도체로 이루어진 p-n 접합 구조로. 구성이 됩니다.
이러한 태양전지에 빛을 받으면, 광 기전력 효과에 의하여 태양전지 내부에 전자와 전공이 발생되고 전자는 윗쪽 전극에 그리고 정공은 아래쪽 전극에 형성되어 태양전지외부에 도선을 연결하여 전기부하를 걸면 전류가 +에서 - 쪽으로 흐르게 된다.
대부분 보통의 태양전지는 대면적의 p-n 접합 다이오드(p-n junction diode)로 이루어져 있다.
광전 에너지 변환(photovoltaic energy conversion)을 위해 태양전지가 기본적으로 갖춰야 하는 요건은 반도체 구조 내에서 전자들이 비 대칭적으로 존재해야 한다는 것이다.
그림2 은 p-n 접합의 비 대칭성을 나타낸 것이다. n-type 지역은 큰 전자밀도 (electron density)와 작은 정공밀도(hole density) 를 가지고 있고 p-type 지역은 그와 정반대로 되어있다.
따라서 열적 평형상태에서 p-type반도체와 n-type반도체의 접합으로 이루어진 다이오드에서는 캐 리어(carrier)의 농도 구배에 의한 확산으로 전하(charge) 의 불균형이 생기고 이 때문에 전기장(electric field)이 형성되어 더 이상 carrier 의 확산이 일어나지 않게 된다.
이 다이오드에 그 물질의 전도대 (conduction band) 와 가전자대(valence band) 사이의 에너지 차이인 밴드갭 에너지(band gap energy) 이상의 빛을 가했을 경우, 이 빛 에너지를 받아서 전자들은 가전자대에서 전도대로 여기(excite) 된다.

참고 자료

없음