태양전지 이론 및 실습 리포트
- 최초 등록일
- 2021.10.05
- 최종 저작일
- 2021.09
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소개글
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목차
1. 실험 2 에너지 변환기로서의 태양전지
2. 실험 4 태양전지의 무부하 전압 (차광)
3. 실험 5 태양전지의 단락 전류 (차광)
4. 실험 6 서로 다른 방사에서 갖는 무부하 전압 및 단락 전류
5. 실험 7 서로 다른 방사 각도에서 태양전지의 단락 전류
6. 실험 8 태양전지의 직렬 연결 (차광)
7. 실험 9 태양전지의 병렬 연결 (차광)
8. 실험 10 태양전지의 전압 전류 특성 곡선 및 효율 계산
9. 실험 12 일일 과정의 시뮬레이션
본문내용
1. 실험명: 태양 전지 실습 – 실험2 에너지 변환기로서의 태양전지
1.1실험 목적: 태양 전지의 전기 회로 내 작동을 이해한다.
1.2 실험방법
1) Setting 값으로 회로를 구성하고, 할로겐 램프는 “남쪽”에 위치하여 광 세기는 레벨 10으로 설정한다.
2)광을 조사했을 때 모터의 동작을 기록하고, 태양전지의 연결을 반대로 하여 동작한다.
3)광량 제어기에서 광 세기를 조절하여 전기모터의 동작을 관찰한다.
1.3 논의
1. 태양전지의 연결이 반대가 되면 모터의 회전 방향은 어떻게 되는가? 모터의 동작 원리와 태양 전지의 방향, 전류의 방향을 고려하여 기술하라.
모터의 회전 방향이 반대가 된다. 즉, 모터의 기존 회전 방향이 시계 방향이었다면 반시계 방향으로 바뀐다.
태양전지는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전환하는 장치로 전기적 성질이 다른 N형 반도체와 P형 반도체를 접합시킨 구조를 가진다. 반도체에서는 전자와 정공이 움직여야 에너지가 발생하는데, 태양 빛이 비추기 전까지는 전자와 정공이 움직이지 않고, 전기 에너지 또한 발생하지 않는다. 그러나, 태양광으로부터 반도체의 밴드 갭보다 큰 에너지가 태양전지에 도달하면 태양빛은 태양 전지 속으로 흡수되며, 흡수된 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체내에서 정공(+)과 전자(-)의 전기를 갖는 입자(정공, 전자)가 발생한다. 극성의 성질에 따라 전자(-)는 N형 반도체쪽으로, 정공(+)은 P형 반도체쪽으로 모이게 되어 전위가 발생하게 되고 또한, 앞면과 뒷면에 붙여 만든 전극에 모터와 같은 부하를 연결하게 되면 전류가 흐르게 되는데 이것이 태양전지의 PN접합에 의한 태양광발전의 원리이다. 또한 모터의 작동 원리이다. 태양 전지의 연결 방향이 반대가 되면 전류의 방향이 반대가 되고 이에 따라 모터의 회전 방향이 반대가 된 것이다.
2. 빛의 세기가 달라지면 모터의 동작은 어떻게 되는가? 전압, 전류를 고려하여 기술하라.
빛의 세기가 작아지면 모터의 회전 속도가 느려진다. 또한 빛의 세기가 적어짐에 따라 측정되는 전압 및 전류의 크기가 작아진다.
참고 자료
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Photovoltaic/Diesel Hydrid Generation System", Journal of the Korean Society Marine Engineers. vol. 28. No. 2. pp. 309∼314 (2004).
박남규, “연료감응 태양전지”, J. Korean Ind. Eng. Chem., Vol. 15, No. 3, pp 265∼277 (2004).