4.12 태양 전지 (Solar Cell) 1

4.12.1 태양 전지 

 

 > PN 접합 단자를 Short시키고 (V=0) 빛을 비추면 전류가 생성된다. 

 

 > 빛에 의해 전자 정공이 생성되고 생성된 소수 캐리어들이 접합으로 확산한다. (광전 효과) 

 

 > PN 접합 내부 전계에 의해 접합을 가로질러 각각 양녹으로 흘러가고 P단자 밖 그리고 N으로 전류가 흐른다. 

 

 > 이 전류를 Isc라고 하며 비의 세기와 면적에 비례한다. 

 

 > 총 다이오드 전류는 전압에 의해 생성된 전류와 빛에 의해 생성된 전류의 합이다. 

 

 > Isc는 음의 부호를 갖으며 전류의 방향이 가해준 전압이 생성한 전류 방향과 반대인 것을 가리킨다. 

 

 > 태양 전지의 IV 곡선은 4분면에서 동작한다. 

 

 > I 와 V는 서로 반대 부호를 가지기 때문에 태양 전지는 전력을 생성한다. 

 

 > 실리콘 태양 전지는 약 0.6V 생성한다. 

 

 > 요구되는 전압을 얻기 위해서는 다수의 전지가 직렬로 연결되고 이러한 다수의 직렬들이 패널에 병렬로 연결된다 

 

 > 대면적이 필요하기 때문에 효율이 좀 더 떨어지더라도 단결정보다는 다결정 실리콘을 보통 사용한다. (효율 15~30%) 

 

그림 1 (a) V=0일 때 빛이 PN 접합에서 전류 생성 (b) 태양전지 IV 곱은 음수 이는 전력을 생성한다.

 

Reference 

-. Chenming Calvin Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, PEARSON(2013)