태양전지에 대한 논의, 기본원리

 

  태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변화시키는 반도체 소자다. 한국은 반도체 강국으로써, 충분히 발전된 반도체산업을 기반으로 태양전지 사업을 확장시켜 나갈 수 있다. 그러나 현재 태양전지 사업에 박차를 가하고 있는 곳은 현대중공업 뿐이다. 반도체 산업의 대표주자라 할 수 있는 삼성과 LG는 태양전지 사업에 뛰어들지 않고 있다. 왜냐면 사업이라는 것이 일단 경제성이 보장되어야 한다. 투입되는 시간과 돈만큼의 수익이 창출되어야 한다. 삼성과 LG는 태양전지를 개발하지 않더라도 현재 개발한 반도체분야만으로도 막대한 수익을 거둘수 있으며, 거두고 있다. 굳이 태양전지 사업에 뛰어들 필요가 없다는 것이다. 그렇다 하더라도 태양전지는 정부가 추진 중인 4대 신성장 동력 에너지의 하나기 때문에 태양전지발전 산업에 대한 투자는 계속 증가될 것으로 생각된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

그러면 태양전지에 대해 간단하게 알아보자

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 태양전지는 크게 실리콘 태양전지와 화합물 태양전지로 나누어진다. 현재 상용화되어 널리 쓰이고 있는 것은 실리콘 태양전지다. 아래의 산업별 태양전지 분류표다. 목록중에 CIGS계 화합물 박막형 태양전지는 광흡수계수가 가장 높아 얇은 층으로도 고효율의 성능을 낼 수 있다. 이러한 이유때문에 요즘 각광받고 있다. 참고하기 바란다.

 

 

 

 

 

 

 실리콘 태양전지는 태양에너지를 전자에너지로 변화시키는 반도체로써 P층과 N층으로 나누어진다. P-N 결합에서 P층은 정공, 즉 전자가 빠져간  빈자리에 전공이 생성되어 있는 것이 특징이며 N층은 전자를 많이 가지고 있다. 여기서 하나 알아둘 것은, 전자가 흐르기 위해서는 두가지 조건이 필요하다. 첫째, 자유전자가 많아야 한다. 두번째, 정공이 존재해야 한다. 전자가 들어갈 자리가 있어야 전자의 이동이 쉽게 이루어진다는 것이다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 실리콘(Si)에 자유전자를 많이 가진 5족 원소 인, 비소, 안티몬 등을 N층에 첨가시키고, 전공을 보유한 3족 원소 붕소, 칼륨등을 P층에 첨가시킨다. 참고로, 전자의 이동은 음극(-)에서 양극(+)으로 이루어지지만 전류는 그 반대 방향으로 흘러간다. 태양에너지를 의해 P층에 전자가 발생되고, 발생된 전자는 빈자리를 채우면서 전자-정공 쌍을 만들어 N층으로 넘어가게 된다. 이때, 전류가 발생된다.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 태양전지 제조 기술은 신뢰성 및 에너지변환 효율 향상, 저가화에 초점을 두고 진행되고 있다. 태양광 발전 시스템 설비비의 40%를 태양전지가 차지하고 있어, 태양전지의 저가화는 시급히 해결되어야 할 문제다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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