실리콘 태양 전지 란 무엇입니까?

태양 전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 제대로 작동하려면 셀은 빛을 흡수 할 수있는 반도체 재료로 덮어야합니다. 실리콘 태양 전지는 실리콘으로 코팅 된 태양 전지이며 가장 일반적인 유형입니다. 이 셀은 모듈이라고하는 직렬로 연결되며 모듈은 상호 연결되어 원하는 전압을 생성하는 어레이를 형성합니다. 그런 다음 이들은 햇빛을 세포로 안내하는 유리 패널 뒤에 보호 용기에 넣습니다.

빛이 태양 전지판에 닿을 때 광자는 반도체 재료에 흡수됩니다. 전자는 느슨해지고 전기를 생산하는 재료를 통해 흐릅니다. 실리콘 태양 전지의 배열은이 에너지를 직류 (DC) 전기로 변환합니다. 통합 시스템에서 전기는 인버터를 사용하여 전기 그리드에 공급됩니다. 독립형 태양 광 제품은 전기를 배터리에 저장합니다.

실리콘은매우 일반적인 요소는 일반적으로 실리카에 묶여 있습니다. 순수한 실리콘은 실리카에서 추출한 다음 전도도를 증가시키기 위해 가공해야합니다. 순수한 실리콘은 전기의 열악한 전도체이지만, 특정 불순물이 추가되면 일반적으로 인 원자가 탁월하면 우수한 도체가됩니다. 이 가공은 많은 에너지를 소비하며 실리콘 태양 전지의 높은 비용을 담당합니다. 전통적으로 제조 된 세포는 단일 결정 실리콘을 벌크 형태로 사용하여 웨이퍼로 절단됩니다.

비용을 완화하기 위해 과학자들은 박막 실리콘 태양 전지를 개발했습니다. 이것들은 전통적인 세포가 사용하는 실리콘의 약 1 % 만 사용하지만 불행히도 훨씬 덜 효율적입니다. 여러 층의 박막으로 만든 세포는 더 비싼 전통적인 세포만큼 효율적이지만 저렴한 비용의 이점을 유지합니다., 가벼운 무게와 유연성이 향상됩니다. 다결정 및 비정질 박막 실리콘 세포는 추가로 저비용 옵션입니다.

과학자들의 또 다른 도전은 실리콘 태양 전지의 효과를 높이는 방법을 찾는 것입니다. 햇빛에는 광범위한 에너지가있는 광자를 포함하는 광범위한 파장이 있습니다. 이들 중 일부는 너무 약하거나 너무 강해서 반도체 재료에 의해 포획되는 데 필요한 전자 구멍 쌍을 형성하기에는 너무 약하거나 강하다. 대부분의 세포는 15%에 불과합니다. 즉, 패널을 통과하는 햇빛에서 사용 가능한 전기 에너지의 15% 만 포착합니다.

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작업은 효율성을 높이고 실리콘 태양 전지의 비용을 줄이는 방법을 찾기 위해 전 세계적으로 수행되고 있습니다. 필름 효율성을 높이고 비용을 크게 줄이는 방법을 찾는 것이 유럽 연합 지원 연구 프로젝트의 우선 순위입니다. 일본의 한 회사는 평균 효율성을 가진 여러 제품에 사용하기 위해 실리콘 태양 전지를 개발했습니다.25%. 미국 회사 인 Boeing-Spectrolab은 40.7% 효율을 갖는 농축기 실리콘 태양 전지를 개발했습니다.

태양 광 발전이 주요 에너지 원이되기 전에

마레 연구 및 개발이 필요하지만, 이것은 국제적인 관심과 자금을 지원하는 영역입니다. 비용이 감소하고 효율성이 향상됨에 따라 태양 에너지가 훨씬 더 흔해질 수 있습니다. 이러한 도전에도 불구하고 실리콘 태양 전지는 이미 다양한 제품에 사용되었습니다. 여기에는 계산기, 손전등, 전화 충전기, 분수, 국내 및 상업용 온수 시스템과 같은 매일 품목이 포함됩니다.