태양광 발전의 원리는 무엇인가요?
Feb 10, 2023
태양 전지의 종류가 계속 증가함에 따라 응용 범위가 점점 더 넓어지고 시장 규모가 점차 확대되고 있습니다. 초창기에는태양광 발전주로 군사 및 항공 우주 분야에서 사용되었습니다. 현재 태양 에너지는 산업, 상업, 농업, 통신, 가전 제품 및 유틸리티 부문에 진출했습니다. 태양광 발전 응용 분야는 가정용 소형 태양광 발전소, 대형 그리드 연결 발전소, 건물 일체형 태양광 유리 커튼월, 태양광 가로등, 풍력 및 태양광 보완 가로등, 풍력 및 태양광 보완 전원 공급 시스템 등 여러 영역으로 나뉩니다. , 예: 태양광 정원 조명; 태양열 사용자 시스템; 특히 외딴 지역, 산, 사막, 섬 및 농촌 지역에서 값비싼 송전선을 절약하기 위해 사용할 수 있는 마을 전력 공급을 위한 독립 시스템; 및 태양광 물 펌프(음용수 또는 관개용); 통신전원; 송유관 음극 보호; 광섬유 통신 스테이션 전원 공급 장치; 해수담수화시스템; 도시의 도로 표지판; 고속도로 표지판 등
태양광 발전은 태양광 에너지와 반도체 소재의 전자적 특성을 이용해 전기를 생산하는 방식이다.
1. 태양광 발전(photovolta power generation)의 원리: 반도체 pn접합에 햇빛이 비치는 현상, 새로운 정공-전자쌍 형성, pn접합 전기장에서 n영역에서 p영역으로 정공, p영역에서 n영역으로 회로가 연결되어 전류가 형성된다. 이것이 광전 효과 태양 전지의 작동 원리입니다. (그림과 같이 :)

2. 태양열 발전은 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 광-열-전기 변환 방식이고 다른 하나는 광-전기 직접 변환 방식입니다.
A. 광-열-전기 변환 방법: 태양 복사에 의해 생성된 열 에너지를 사용하여 일반적으로 태양열 수집기로 흡수된 열 에너지를 작업 질량의 증기로 변환한 다음 터빈을 구동하여 전기를 생성합니다. 전자의 공정은 빛에서 열로의 변환 공정입니다. 후자의 공정은 열을 전기로 변환하는 공정으로 일반 화력 발전과 동일합니다.
B. 직사광선 - 전기 변환 방식(태양광 발전): 광전 효과를 이용하여 태양 복사 에너지를 전기로 직접 변환합니다. 빛-전기 변환의 기본 장치는 태양 전지입니다.
태양 전지는 광기전 효과로 인해 태양 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 반도체 포토다이오드이다. 햇빛이 포토다이오드에 비치면 포토다이오드는 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 바꿉니다(그림 참조). 이것은 구현하기 쉽고 비용이 적게 들며 널리 사용되었습니다.

광전지 효과를 낼 수 있는 재료: 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 갈륨 비소, 구리 인듐 셀렌화물 등 P형 결정질 실리콘에 인을 도핑하여 N형 실리콘을 얻어 PN 접합을 형성합니다. 결정질 실리콘은 기본 셀 재료이며 결정질 실리콘 재료로 제조된 태양 전지는 주로 단결정 실리콘 태양 전지, 캐스트 다결정 실리콘 태양 전지, 비정질 실리콘 태양 전지 및 박막 결정 실리콘 태양 전지를 포함합니다. 단결정 실리콘 셀은 셀 변환 효율이 높고 안정성이 좋은 특성이 있지만 비용이 많이 듭니다. 비정질 실리콘 태양 전지는 생산 효율이 높고 비용이 저렴하다는 특징이 있지만 변환 효율이 낮고 효율이 상대적으로 빨리 감소합니다. 주조 다결정 실리콘 태양 전지는 안정적인 변환 효율과 가격 대비 최고의 성능을 가지고 있습니다. 박막 결정 실리콘 태양 전지는 연구 개발 단계에 있습니다. 실리콘 시리즈 태양 전지, 단결정 실리콘 및 다결정 실리콘 셀은 계속해서 PV 시장을 지배하고 있으며 단결정 실리콘 및 다결정 실리콘의 비율은 80%를 초과했습니다.
태양전지 생산 공정은 크게 정제 공정, 로드 드로잉 공정, 슬라이싱 공정, 셀 제조 공정, 패키징 공정의 5단계로 나눌 수 있습니다.
태양광 발전 과정입니다.
이제 크리스탈을 예로 들어 빛 생성 과정을 설명합니다. 빛이 태양 전지 표면에 비치면 광자의 일부가 실리콘 소재에 흡수됩니다. 광자의 에너지가 실리콘 원자로 전달되어 전자전이가 일어나게 되고, PN접합 양쪽에 자유전자가 모여 전위차를 형성하게 되며, 회로를 외부에서 연결하면 전류가 흐른다. 전압의 작용에 따라 특정 출력 전력을 생성하는 외부 회로. 많은 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하면 출력이 큰 태양전지 어레이를 형성할 수 있다.






