4.12 태양 전지 (Solar Cell) 3

4.12.3 단락 회로 전류와 개방 회로 전압 

 

 > 빛이 반도체에 비쳐서 Gs^-1cm^-3 비율로 캐리어가 생성되면 전류 연속 방정식을 이용하여 전류 관계식을 구할 수 있다. 

 

 

 > 태양 전지가 매우 얇은 P+ 층을 가지고 단락 회로 V=0V 일 때 경계 조건은 다음과 같다. 

 

 

  > x가 무한대에서 일정한 p'를 가지게 되므로 d^2p' / dx^2 은 0이 된다. 

 

 > 식을 정리하고 해를 구하면 다음과 같다. 

 

 > 정리한 해를 전류 밀도 식에 대입하면 다음과 같다. 

 

 > 접합으로부터 거리 Lp이내에서 생성된 캐리어만이 PN 접합에 수집되고 단락 회로 전류에 기여한다. 

 

 > Lp보다 먼 곳에서 생성된 캐리어들은 재결합으로 손실된다. 

 

 > 확산 길이가 큰 길이를 가져야 전류 생성에 바람직하다.

 

 > 동일한 의미로 캐리어 재결합 시간 τ 가 커야하며 재료의 결함과 불순물이 적어야 한다. 

 

 > 전류 식에 정리한 식을 대입하면 다음과 같다. 

 

 >  I = 0 으로 가정하고 개방 전압을 구하면 다음과 같다. 

 

Reference 

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