DWD 반도체 이야기

4.12.4 출력 전력 > 태양 전지에서 IV가 최대가 되는 특별한 동작점이 존재한다. > 그 지점에서 전지가 동작하도록 하기 위해 보통 부하-정합 회로가 사용된다. > FF는 충진 인자라고 하며 IxV의 최대 비율이다. > 보통 0.75 정도이다. > 출력을 최대로 하기 위해서느 Isc, Voc가 커야 한다. > Isc 빛의 세기에 비례한다. > Voc는 캐리어 생성률 G가 크면 커진다. > Voc는 Nd에 비례한다 즉 아주 높게 도핑 되어있어야 한다. > 태양 전지가 효과적으로 냉각될 수 있으면 효율이 증가한다. > 냉각이 잘되면 ni가 줄어들기 때문이다. > 또한 Eg가 크면 ni가 감소하여 전지 효율이 증가한다. > 단, Eg가 너무 크면 빛의 넓은 범위의 파장을 흡수하지 못하여 Isc가 떨어진다..

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 재..

4.12.2 빛 침투 깊이 - 직접 갭 반도체와 간접 갭 반도체 > 태양 빛은 적외선부터 보라색까지의 파장 혹은 광자 에너지 범위를 갖는다. > 파장과 광자 에너지 관계는 다음과 같다. > Eg 보다 작은 에너지를 갖는 광자는 반도체에 의해 흡수되지 않는다. > 빛의 세기는 거리 x에 따라서 지수 함수적으로 감소한다. > α는 흡수 계수이고 1/ α는 침투 깊이이다. > 태양 전지는 대부분의 광자를 포획하기 위해서 침투 깊이보다 큰 두께를 가져야한다. > Si, Ge는 밴드 특성으로 낮은 흡수 계수를 갖는다. > 전자는 파동과 입자성을 동시에 갖는다. > 전자는 에너지 E와 파동 벡터 k (k = 2 π / 전자 파장) > GaAs의 E-k 그래프에서 동일 k에서 전도 대역 바닥과 가전자 대역 꼭대기를 ..

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 ..