실리콘 태양 전지 란?

태양 전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 제대로 작동하려면 셀을 빛을 흡수 할 수있는 반도체 재료로 덮어야합니다. 실리콘 태양 전지는 실리콘으로 코팅 된 태양 전지이며 가장 일반적으로 사용되는 유형입니다. 이러한 셀은 모듈이라고하는 직렬로 연결되며 모듈은 서로 연결되어 원하는 전압을 생성하는 어레이를 형성합니다. 그런 다음 유리 패널 뒤에 보호 용기에 넣고 햇빛을 세포로 보냅니다.

빛이 태양 전지판에 닿으면 광자는 반도체 물질에 흡수됩니다. 전자가 느슨해 져서 전기를 생산하는 물질을 통해 흐릅니다. 실리콘 태양 전지 어레이는이 에너지를 직류 (DC) 전기로 변환합니다. 통합 시스템에서 전기는 인버터를 사용하여 전력망에 공급됩니다. 독립형 태양 광 제품은 배터리에 전기를 저장합니다.

실리콘은 매우 일반적인 원소이지만 일반적으로 실리카에 결합되어 있습니다. 순수한 실리콘은 실리카에서 추출한 다음 전도성을 높이기 위해 처리해야합니다. 순수한 실리콘은 열악한 전기 전도체이지만 특정 불순물, 일반적으로 인 원자가 첨가되면 우수한 전도체가됩니다. 이 처리는 많은 양의 에너지를 소비하며 실리콘 태양 전지의 높은 비용을 책임집니다. 전통적으로 제조 된 셀은 웨이퍼로 절단되는 벌크 형태의 단결정 실리콘을 사용합니다.

비용을 줄이기 위해 과학자들은 박막 실리콘 태양 전지를 개발했습니다. 이들은 전통적인 셀이 사용하는 실리콘의 약 1 % 만 사용하지만 불행히도 효율성은 훨씬 떨어진다. 고가의 전통적인 전지만큼 효율적인 다층 박막으로 제조 된 전지가 개발되었지만, 저비용, 경량 및 큰 유연성의 이점을 유지한다. 다결정 및 비정질 박막 실리콘 셀은 추가적인 저비용 옵션입니다.

과학자들에게 또 다른 도전은 실리콘 태양 전지의 효과를 높일 수있는 방법을 찾는 것입니다. 햇빛은 광범위한 에너지를 가진 광자를 포함하는 광범위한 파장을 가지고 있습니다. 이들 중 일부는 너무 약하거나 너무 강하여 반도체 물질에 의해 포획되는 데 필요한 전자-정공 쌍을 형성 할 수 없다. 대부분의 전지는 15 % 만 효율적이므로 패널을 통과하는 햇빛에서 사용할 수있는 전기 에너지의 15 % 만 포착합니다.

실리콘 태양 전지의 효율을 높이고 비용을 절감 할 수있는 방법을 찾기 위해 전 세계적으로 작업이 진행되고 있습니다. 유럽 ​​연합이 자금을 지원하는 연구 프로젝트의 우선 순위는 박막 효율을 높이고 비용을 크게 줄이는 방법을 찾는 것입니다. 일본의 한 회사는 평균 효율이 25 % 인 여러 제품에 사용할 실리콘 태양 전지를 개발했습니다. 미국 기업인 보잉 스펙트로 랩 (Boeing-Spectrolab)은 40.7 %의 효율을 갖는 집광기 실리콘 태양 전지를 개발했다.

태양 에너지가 주요 에너지 원이되기 전에 마레의 연구 개발이 필요하지만, 이것은 국제적인 관심과 자금을 받고있는 지역입니다. 비용이 절감되고 효율성이 향상됨에 따라 태양 에너지가 훨씬 일반화 될 수 있습니다. 이러한 과제에도 불구하고 실리콘 태양 전지는 이미 다양한 제품에 사용되고 있습니다. 여기에는 계산기, 손전등, 전화 충전기, 분수대 및 가정용 및 상업용 온수 시스템과 같은 매일의 품목이 포함됩니다.