Solar cell, 태양전지에 대해서

소개글

안녕하세요 태양전지에 관한 레포트입니다.

직접 책찾아서 타이핑 및 스캔한 그림입니다.

A+ 받은 레폿트이고요, 책에서 찾아서 타이핑 했기에

퀄리티 보장 합니다.

목차

1. 태양전지의 원리

2. 태양전지의 종류

3. 태양전지의 제조방법

4. 태양전지의 응용분야

5. 향후 개발 전망

6. 느낀점

본문내용

1. 태양전지란?
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.
태양광 전지의 작동원리는 전기에너지를 빛 에너지로 변환시키는 발광 다이오드(lighting emitting diode, LED)나 레이저 다이오드(laser diode)와 반대라고 생각하면 된다. 태양에너지 기술은 꾸준히 발전하여 현재 일부 시스템이 상용화 되었거나 상용화를 서두르는 단계에 와 있다.
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. 위의 그림은 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 캐리어(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 에너 지를 받아서 전자들은 가전자대에서 전도대로 여기(excite) 된다. 이때 전도대로 여기된 전자들은 자유롭게 이동할 수 있게 되며, 가전자대에는 전자들이 빠져나간 자리에 정공이 생성된다. 이것을 excess carrier라 고 하며 이 excess carrier들은 전도대 또는 가전자대 내에서 농도차이 에 의해서 확산하게 된다. 이때 p-type반도체에서 여기된 전자들과 n-type반도체에서 만들어진 정공을 각각의 minority carrier라고 부르 며, 기존 접합전의 p-type또는 n-type반도체내의 carrier(p-type의 정 공, n-type의 전자) 는 이와 구분해 majority carrier라고 부른다. 이 때 majority carrier들은 전기장으로 생긴energy barrier 때문에 흐름 의 방해를 받지만 p-type의 minority carrier인 전자는 n-type쪽으로 각각 이동할 수 있다. Minority carrier의 확산에 의해 재료 내부의 charge neutrality가 깨짐으로써 전압차(potential drop)가 생기고 이 때 p-n접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하면 태양전지로서 작용하게 된다

참고 자료

(1) 서적
이재형 외 2명 저 ,「태양전지원론」, 흥릉과학출판사, 2005, p90~93(태양전지 제조방법) p 127~128(태양전지 종류), p395~397(태양전지 전망)

(2) 인터넷 검색
http://ettrends.etri.re.kr/PDFData/22-5_086_094.pdf <차세대 고효율 태양전지의 기술 동향>(태양전지의 종류)