"태양광 칩" 또는 "광전지" 및 "태양 전지"라고도 하는 태양 전지판은 태양광을 사용하여 직접 전기를 생성하는 광전 반도체 시트입니다. 광전 효과 또는 광화학 효과를 통해 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 장치. 물리학에서는 광전지(Photovoltaic, PV로 약칭됨) 또는 줄여서 광전지라고 합니다. 단일 태양 전지는 전원으로 직접 사용할 수 없습니다. 전원으로 사용하려면 여러 개의 단일 태양 전지를 직렬 및 병렬로 연결하고 구성 요소에 단단히 밀봉해야 합니다. 작동 원리는 간단하게 태양광 패널이 낮에 태양광 에너지를 흡수하고 이를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장하고 배터리가 밤에 태양 에너지 가로등에 전력을 공급한다는 것입니다. 그렇다면 왜 태양 전지판은 맑은 조건에서 전기를 생산합니까?
태양 전지판은 일반적으로 빛에 반응하고 태양광 에너지를 전기로 변환할 수 있는 장치를 사용합니다. 가장 흔한 물질은 지구상에서 가장 풍부한 물질 중 하나인 실리콘입니다. 반도체 특성을 가지고 있어 태양광 패널의 광전변환 공정의 기반이 됩니다.
그러나 가장 먼저 이해해야 할 것은 순수 실리콘의 전도도가 매우 낮고 결정 구조에서 자유롭게 움직일 수 있는 전자가 없다는 것입니다. 전도성을 향상시키기 위해 순수 실리콘은 일반적으로 전도성을 향상시키기 위해 미량 불순물로 도핑됩니다. 이 특성에 따라 다양한 전도성 장치를 만들 수 있습니다.
태양 에너지 가로등의 태양 전지판을 만드는 데 사용되는 실리콘의 경우 일반적으로 인 또는 붕소가 추가됩니다. 붕소가 첨가되면 실리콘 결정이 구멍을 형성합니다. 원래의 실리콘 원자는 4개의 전자로 둘러싸여 있고 붕소 원자는 3개의 전자로 둘러싸여 있기 때문에 원래의 결정 구조에 도핑되면 정공도 생성됩니다. 전자가 없으면 이 정공은 매우 불안정하고 다른 전자를 쉽게 흡수하여 P형 반도체를 형성합니다.
인 불순물이 실리콘 결정에 도핑되면 인 원자 주위에 5개의 전자가 있기 때문에 여분의 전자가 매우 활성화되어 N형 반도체를 형성합니다. P형 반도체에는 정공이 많고 N형 반도체에는 활성 자유전자가 많다. 두 개의 접촉이 있을 때 이 자유 전자는 구멍을 찾아 채웁니다. 둘 사이의 접촉면은 전위차, 즉 PN 접합을 형성합니다. P형 쪽은 양전하와 음전하를 띠고 N형 쪽은 양전하를 띤다.
빛을 받으면 빛에 포함된 에너지가 반도체로 전달됩니다. 이 에너지는 전자의 구조를 느슨하게 하고 자유롭게 움직일 것입니다. 이는 태양광 에너지가 전자와 정공을 분해하기 때문입니다. 정상적인 상황에서 특정 에너지를 가진 광자는 전자를 방출하며, 이는 우연히 자유 구멍을 형성합니다. 이것이 접촉면 바로 근처에서 발생하고 내장 전기장에 끌리면 전자는 n 영역으로 흐르고 정공은 P 영역으로 흘러 N 형 영역에서 P- 영역으로 전류를 형성합니다. 유형 영역. 배터리의 발전소가 형성됩니다. 전기는 충전에 사용되는 전압에 의해 형성됩니다.
그러나 반도체는 전기가 잘 통하지 않고 전자가 PN접합을 통해 흐르다가 반도체로 흘러들어가 많은 손실을 초래한다는 점에 유의해야 한다. 따라서 상층은 일반적으로 금속으로 코팅됩니다. 그러나 완전히 칠하면 햇빛이 통과하지 못합니다. 정상적인 상황에서 금속 그리드는 PN 접합을 덮는 데 사용됩니다. 또 하나 주목해야 할 점은 실리콘 표면이 반사율이 높다는 것입니다. 치료하지 않으면 많은 양의 햇빛이 반사됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 태양 에너지 가로등 제조업체는 일반적으로 태양 전지판에 반사 계수가 낮은 보호 필름 층을 추가합니다. 반사로 인한 손실은 5% 이내로 제어됩니다.
