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광전 변환 공학은 무엇입니까?

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광전 변환 공학은 무엇입니까?
광전 변환 공학은 무엇입니까?

광전지 란 무엇입니까?

                                                                                                                               광전 변환 공학은 무엇입니까?

광전지는 원자 수준에서 빛을 전기로 직접 변환하는 것입니다.일부 물질은 빛의 광자를 흡수하고 전자를 방출하게 하는 광전 효과로 알려진 특성을 나타냅니다.이러한 자유전자를 포획하면 전류가 발생하여 전기로 사용할 수 있습니다.

 

광전 효과는 1839년 프랑스의 물리학자 Edmund Bequerel에 의해 처음 발견되었는데, 그는 특정 물질이 빛에 노출될 때 소량의 전류를 생성한다는 것을 발견했습니다.1905년 알베르트 아인슈타인은 광전지 기술의 기반이 되는 빛의 성질과 광전 효과에 대해 설명했으며, 이 공로로 훗날 노벨 물리학상을 수상했습니다.최초의 태양광 모듈은 1954년 Bell Laboratories에 의해 제작되었습니다. 태양 전지로 청구되었으며 널리 사용되기에는 너무 비싸서 대부분 호기심에 불과했습니다.1960년대에 우주 산업은 우주선에 전력을 공급하기 위해 이 기술을 처음으로 본격적으로 사용하기 시작했습니다.우주 프로그램을 통해 기술이 발전하고 신뢰성이 확립되어 비용이 감소하기 시작했습니다.1970년대의 에너지 위기 동안 태양광 기술은 비우주 응용 분야의 동력원으로 인정을 받았습니다.

 

태양 전지는 마이크로일렉트로닉스 산업에서 사용되는 실리콘과 같은 반도체 재료와 동일한 종류로 만들어집니다.태양 전지의 경우, 얇은 반도체 웨이퍼는 전기장을 형성하도록 특별히 처리되어 한쪽은 양극이고 다른 한쪽은 음극입니다.빛 에너지가 태양 전지에 부딪히면 전자가 반도체 재료의 원자에서 떨어져 나옵니다.전기 도체가 양극과 음극에 부착되어 전기 회로를 형성하면 전자는 전류, 즉 전기의 형태로 포획될 수 있습니다.이 전기는 조명이나 도구와 같은 부하에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있습니다.

 

서로 전기적으로 연결되어 지지 구조나 프레임에 장착된 여러 개의 태양 전지를 태양광 모듈이라고 합니다.모듈은 일반적인 12볼트 시스템과 같은 특정 전압에서 전기를 공급하도록 설계되었습니다.생성된 전류는 모듈에 비추는 빛의 양에 직접적으로 의존합니다.

 

여러 모듈을 함께 연결하여 어레이를 형성할 수 있습니다.일반적으로 모듈이나 어레이의 면적이 클수록 더 많은 전기가 생산됩니다.광전지 모듈과 어레이는 직류(dc) 전기를 생산합니다.직렬 및 병렬 전기 장치로 연결하여 필요한 전압 및 전류 조합을 생성할 수 있습니다.

 

오늘날 가장 일반적인 PV 장치는 단일 접합 또는 인터페이스를 사용하여 PV 전지와 같은 반도체 내에 전기장을 생성합니다.단일 접합 PV 전지에서 에너지가 전지 재료의 밴드 갭보다 크거나 같은 광자만이 전기 회로를 위한 전자를 자유롭게 할 수 있습니다.즉, 단일 접합 셀의 광기전 응답은 에너지가 흡수 물질의 밴드 갭보다 높은 태양 스펙트럼 부분으로 제한되며 저에너지 광자는 사용되지 않습니다.

 

이 제한을 해결하는 한 가지 방법은 하나 이상의 밴드 갭과 하나 이상의 접합이 있는 두 개(또는 그 이상)의 서로 다른 셀을 사용하여 전압을 생성하는 것입니다.이들은 "다중접합" 셀("캐스케이드" 또는 "탠덤" 셀이라고도 함)이라고 합니다.다중접합 장치는 더 많은 빛의 에너지 스펙트럼을 전기로 변환할 수 있기 때문에 더 높은 총 변환 효율을 달성할 수 있습니다.

 

다중 접합 장치는 밴드 갭(예: 밴드 갭)의 내림차순으로 개별 단일 접합 셀의 스택입니다.상단 셀은 고에너지 광자를 포착하고 나머지 광자는 더 낮은 밴드 갭 셀에 흡수되도록 전달합니다.

 

다중접합 전지에 대한 오늘날의 많은 연구는 구성 전지 중 하나(또는 모두)인 갈륨 비소에 초점을 맞추고 있습니다.이러한 세포는 집중된 햇빛 아래에서 약 35%의 효율에 도달했습니다.다중접합 장치에 대해 연구된 다른 재료는 비정질 실리콘 및 구리 인듐 이셀레나이드입니다.

 

선술집 시간 : 2019-07-25 16:45:06 >> 뉴스 명부
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