광전지의 중심에는 일반적으로 실리콘으로 만들어진 반도체 소재가 있습니다.햇빛의 광자가 세포 표면에 부딪히면 물질의 전자가 여기되어 원자에서 떨어져 나가게 됩니다.이 과정을 광기전력 효과라고 합니다.
이렇게 방출된 전자를 활용하기 위해 배터리는 다양한 특성을 지닌 층으로 구성됩니다.최상층은 햇빛을 흡수하도록 특별히 설계된 재료로 만들어졌습니다.이 층 아래에는 반도체 재료로 구성된 활성층이 있습니다.후면 접촉층이라고 불리는 맨 아래층은 전자를 수집하고 이를 전지 밖으로 전달하는 데 도움을 줍니다.
햇빛이 전지의 최상층을 관통하면 반도체 물질의 원자에 있는 전자가 여기됩니다.이렇게 여기된 전자는 물질 내에서 자유롭게 이동할 수 있습니다.그러나 전기를 생성하려면 전자가 특정 방향으로 흘러야 합니다.
이것은 세포 내의 전기장이 작용하는 곳입니다.활성층의 반도체 물질은 불순물로 도핑되어 전자 불균형을 만듭니다.이로 인해 배터리 한쪽에는 양전하가, 다른 쪽에는 음전하가 생성됩니다.이 두 영역 사이의 경계를 pn 접합이라고 합니다.
전자가 광자에 의해 여기되어 원자에서 이탈하면 세포의 양전하를 띠는 쪽으로 끌어당겨집니다.해당 영역을 향해 이동하면 해당 위치에 양전하를 띤 "구멍"이 남습니다.이러한 전자와 정공의 움직임은 배터리 내에 전류를 생성합니다.
그러나 자유 상태에서는 전자를 사용하여 외부 장치에 전원을 공급할 수 없습니다.에너지를 활용하기 위해 금속 접점이 셀의 상단 및 하단 레이어에 배치됩니다.도체가 이러한 접점에 연결되면 전자가 회로를 통해 흐르면서 전류가 생성됩니다.
단일 광전지는 상대적으로 적은 양의 전기를 생산합니다.따라서 여러 개의 셀이 함께 연결되어 태양광 패널 또는 모듈이라는 더 큰 단위를 형성합니다.이러한 패널은 시스템 요구 사항에 따라 직렬 또는 병렬로 연결하여 전압 및 전류 출력을 높일 수 있습니다.
일단 전기가 생성되면 다양한 장치와 가전제품에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있습니다.그리드 연결 시스템에서는 태양광 패널에서 생성된 잉여 전력을 그리드로 다시 공급하여 화석 연료 생성의 필요성을 상쇄할 수 있습니다.외딴 지역에서 사용되는 것과 같은 독립형 시스템에서는 생성된 전기를 나중에 사용하기 위해 배터리에 저장할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 11월 27일