태양광 이용기술

• 태양광 발전은 태양의 빛에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 발전기술
  • 햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식
• 태양광 발전시스템은 태양전지(solar cell)로 구성된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환장치로 구성됨

태양전지에 의한 발전원리

• 태양전지(太陽電池 : solar cell, solar battery)
  • 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 pn접합에 빛을 조사(照射)하면 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것
  • 금속과 반도체의 접촉을 이용한 것으로는 셀렌광전지, 아황산 구리 광전지가 있고, 반도체 pn접합을 사용한 것으로는 태양전지로 이용되고 있는 실리콘 광전지가 있음
• PN접합에 의한 발전원리
  • 태양전지는 실리콘으로 대표되는 반도체이며 반도체 기술의 발달과 반도체 특성에 의해 자연스럽게 개발됨
  • 태양전지는 전기적 성질이 다른 N(negative)형의 반도체와 P(positive)형의 반도체를 접합시킨 구조를 하고 있으며 2개의 반도체 경계 부분을 PN접합(PN-junction)이라 일컬음
  • 이러한 태양전지에 태양빛이 닿으면 태양빛은 태양전지 속으로 흡수되며, 흡수된 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체 내에서 정공(正孔:hole)(+)과 전자(電子:electron)(-)의 전기를 갖는 입자(정공, 전자)가 발생하여 각각 자유롭게 태양전지 속을 움직이지만, 전자(-)는 N형 반도체쪽으로, 정공(+)은 P형 반도체쪽으로 모이게 되어 전위가 발생하게 되며 이 때문에 앞면과 뒷면에 붙여 만든 전극에 전구나 모터와 같은 부하를 연결하게 되면 전류가 흐르게 되는 데, 이것이 태양전지의 PN접합에 의한 태양광발전의 원리
• PN접합에 의한 태양광 발전의 원리
  • 
  • 
  • 

태양전지의 역사

태양광의 특징 및 시스템 구성도

[자료출처 : 한국에너지공단 신재생에너지센터]

태양광발전 기술의 분류

• 태양전지(solar cell, solar battery) : 재료에 따라 결정질 실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 등으로 분류

  • 태양전지

    SI계

    화합물 반도체

    결정질 Si

    비경정질 Si 박막
    (a-Si Thin Film)

    Ⅱ-Ⅵ족 : CdTe, CIS 등

    Ⅲ-Ⅴ족 : GaAs, InP, InGaAs 등

    기타 : Quantum Dot Cell, Dye Cel 등

    기판형

    박막형 (Poly-Crystalline Si Thin Film)

    단결정
    (Single Crystalline Si)

    다결정
    (Poly-Crytaaline Si)

• 시스템이용 : 독립형, 계통연계형, 복합발전형