태양광을 이용한 수소연료전지 보고서

소개

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목차

1) 실험 제목
2) 실험 목적
3) 실험 이론
4) 기구 및 시약
5) 실험 방법
6) 참고 사항
7) 참고 문헌

본문내용

Ⅰ. 실험 제목
태양광을 이용한 수소연료전지

Ⅱ. 실험 목적
태양광에너지를 전기에너지로 변환한다. 태양광에너지로부터 물이 전기분해되어 수소가 생성되는 과정과 수소 연료전지를 통해 발생되는 전기에너지를 측정한다.

Ⅲ. 실험 이론

3.1 태양전지
빛 에너지가 전기로 바뀌는 현상을 광기전 효과(photovoltaic effect)라고 부르며, 이런 전기기구를 태양 전지, 광기전력 전지(photovoltaic cell) 혹은 간단히 광전지라고 부른다. 태양 전지는 그 광원이 태양이라는 데서 유래하였지만, 인공의 빛으로도 작동하기 때문에 광전지라고 해도 그 의미는 같다. 예전에는 ‘solar battery’라는 말도 쓰였다. 빛을 쪼이면 전류, 전압, 저항과 같은 전기적 특성이 변화하는 기구를 통틀어 광전 기구(photoelectric devices)라고 하는데, 태양 전지는 이런 기구의 하나이다.

3.1.1 태양전지의 작동원리
실리콘에 인과 같은 원소를 혼입(dopping)하여 전자가 과잉인 n층과 실리콘에 붕소와 같은 원소를 혼입하여 전자가 부족한 p층을 접합하여 만든 p-n 접합(p-n junction)이 태양 전지의 몸통을 이룬다. 태양 전지에 빛을 비추면 빛에너지(광자)에 의해 내부에서 전자와 정공이 발생하며 발생된 전하들은 각각 정공은 p극, 전자는 n극으로 이동하는데, 이 작용에 의해 p극과 n극 사이에 전위차(광기전력)가 발생하며, 이때 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다. 이를 광전효과라 한다. p형 반도체에서 다수 캐리어가 정공이고 소수 캐리어가 전자이므로 빛(광자)에 의하여 생성된 전자와 정공으로 인하여 형성된 밀도 차는 전자의 경우에 급격한 변화를 겪고, n형 반도체에서는 이와 반대되는 현상이 생길 것이다. 이러한 밀도 차에 의해 전자와 정공이 주변으로 확산하다가 전위차가 형성된 p-n접합부에 도달하면 강한 전기장에 의하여 분리가 일어난다. p형 반도체에서 확산되어 온 전자는 n형 반도체 쪽으로, n형 반도체에서 확산되어 온 정공은 p형 반도체 쪽으로 이동하여 전류가 흐른다.

참고자료

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· 수소 연료 전지
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