태양전지 보고서

소개글

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목차

1. 목적

2. 이론
① 태양전지(Solar battery)
② 태양전지에 사용되는 재료
③ 태양전지의 원리
④ 광전효과
⑤ 광양자의 에너지와 광전자의 운동에너지
⑥ 태양전지의 전류-전압 곡선
⑦ 곡선인자 (Fill Factor)
⑧ 태양전지의 변환효율을 높이는 방법
⑨ 전력 (P=IV)
⑩ 직렬, 병렬저항
⑪ 에너지 밴드

3. 실험장치 및 방법

4. 실험 결과
① 30cm, I-V curve
② 40cm, I-V curve

5. 실험 고찰

본문내용

1. 목적
태양전지의 원리를 이해하고 광원과 태양전지 사이의 거리 및 각도에 따른 광전기의 전류 전압을 측정하여 I-V곡선, P-V곡선, FF를 비교 및 분석해본다.

2. 이론
① 태양전지(Solar battery)
태양전지는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전환하는 장치이며, 보통 p형 반도체와 n형 반도 체의 접합으로 되어 있다. 태양전지에서 원자 내의 전자가 전도띠로 갈 수 있을 만큼의 에너 지를 흡수하면 p형 반도체에는 정공, n형 반도체에는 전자가 생성된다. p-n 접합에서 만들어 진 전기장에 의해 전자는 n형 반도체 쪽으로, 정공은 p형 반도체 쪽으로 이동한다. 이 때, p 형 반도체와 n형 반도체 표면에 전극을 형성하여 전자를 외부 회로로 흐르게 하면 전기에너 지를 얻을 수 있다. 태양전지는 증기터빈이나 발전기 없이 직접적으로 전기에너지를 얻을 수 있다는 장점이 있어, 자연환경을 파괴하는 유해가스가 나오지 않는 최고의 청정에너지원으로 이용되고 있다. 태양전지의 기본단위를 ‘셀’ 이라고 하며, 이 셀들을 연결하여 필요한 전력을 얻기 위한 ‘모듈’을 형성한다. 모듈들을 연결하여 설치하면 태양 발전 ‘어레이’가 된다.

② 태양전지에 사용되는 재료
가장 처음 태양전지에 사용된 반도체 재료는 단결정 실리콘이다. 단결정 실리콘으로 만든 태 양전지는 고급 실리콘 재료를 필요로 하지만 에너지 변환 효율이 좋다. 다결정 실리콘 재료는 효율 면에서는 떨어지나 저급 실리콘 재료로도 만들 수 있는 장점이 있다. 단결정이나 다결정 태양전지와 같은 결정 형태의 태양전지 외에 얇은 막 형태의 비정질 실리콘 박막 태양전지가 있다. 에너지 변환 효율이 떨어지지만 유리에 투명하게 붙어서 사용할 수 있고 유연성이 높은 얇은 판을 만들 수 있다.
실리콘 이외의 화합물도 반도체 재료로 사용되며 박막 태양전지에 많이 사용되는데, 구리, 칼 륨, 카드뮴, 인듐, 비소, 셀레늄, 텔루륨 등의 재료가 사용된다.

참고 자료

화학용어사전, 2011. 1. 15., 화학용어사전편찬회, 윤창주
물리학백과, 한국물리학회