태양광에너지의 원리

어떻게 햇빛을 에너지로 사용할 수 있을까요?

햇빛을 전기에너지로 변환하는 것이 태양광 발전의 시작입니다.

우선, 햇빛을 받으면 `광전효과` 에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용합니다.

여기서 광전효과(Photovoltaec Effect)란, 물질에 일정한 진동수 이상의 빛을 비추었을때, 물질의 표면에서 전자가 튀어나오는 현상을 말합니다.

태양전지의 경우, 공유결합 상태에서 외부에서 열이나 빛을 받으면 원자들을 결합시키고 있던 전자들이 에너지를 받아 공유결합을 깨고 자유롭게 이동하게 되는데 이렇게 전도에 기여할 수 있는 전자를 전도전자라고 합니다.

이렇게 태양전지에서 만들어진 전자가 빠져나온 자리를 정공이라고 부르는데요, 이따 전자는 음전하(-)를, 정공은 양전하(+)를 운반하게 됩니다.

덧붙여, 전하는 입자가 가지고 있는 전기량을 말합니다.

다시말해 태양전지는 태양광을 이용해서 전자와 정공을 만들어 전류를 흐르게 한 것입니다.

그림과 같이 태양전지가 태양광(햇빛)을 흡수하면 전공(+)과 전자(-)가 생성됩니다.

정공과 전자가 자유롭게 움직이다가 N형 반도체와 P형 반도체가 전하를 분리합니다.

그리고 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 모여 전극을 형성하여 전자를 외부회로로 흐르게 하면 전류가 발생하게 되는 것 입니다.