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안녕하세요.
태양전지에서(잠정적으로 단결정 실리콘 기반 태양전지를 기준으로)
1. 전자정공쌍이 공핍영역에서만(또는 거의 대부분이) 발생하나요?
2. 만들어진 전자정공쌍이 n쪽과 p쪽으로 이동하는데요, 왜 전자는 n쪽으로 이동하죠?
3. 전자와 정공이 움직이려면 어떤 힘이 작용했을텐데요, 어떤 작용(힘)에 의해 이동하게 되나요?
4. (빛이 입사되는 상황에서) 태양전지에 저항을 달면, 이론상으로는 n쪽에 연결된 저항에 낮은 전압이 걸리는 데요(정공이 p로 나가서 n으로 들어오는 모양). pn접합에서 n쪽의 접합전위가 높은 것과 반대가 되는데요. 이러한 해석이 맞나요?
5. 이러한 해석이 맞다면, 실제 태양광시스템에서는 이러한 상황을 어떻게 대응 또는 활용하죠?
제겐 어려운 질문인데요^^, 아시는 고수분이 계시면 의견 부탁드리겠습니다.
미리 감사드립니다. TGIF
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
김대원님의 답변
2011-12-02- 1
태양전지에서(잠정적으로 단결정 실리콘 기반 태양전지를 기준으로)
1. 전자정공쌍이 공핍영역에서만(또는 거의 대부분이) 발생하나요?
대부분은 공핍영역 외에서 발생합니다. 공핍층의 두께는 실리콘 웨이퍼 두께의 1/100 미만.
2. 만들어진 전자정공쌍이 n쪽과 p쪽으로 이동하는데요, 왜 전자는 n쪽으로 이동하죠?
n쪽으로는 전자에 대한 전위 장벽이 낮아 전자가 쉽게 빠져 나가므로 전자의 농도가 낮음. 반대쪽에 비해 전자의 농도가 낮으므로 확산에 의해 지속적으로 전자가 n쪽으로 이동함.
3. 전자와 정공이 움직이려면 어떤 힘이 작용했을텐데요, 어떤 작용(힘)에 의해 이동하게 되나요?
앞에서 언급한 바와 같이 농도차에 의한 확산이 주요 動因.
4. (빛이 입사되는 상황에서) 태양전지에 저항을 달면, 이론상으로는 n쪽에 연결된 저항에 낮은 전압이 걸리는 데요(정공이 p로 나가서 n으로 들어오는 모양). pn접합에서 n쪽의 접합전위가 높은 것과 반대가 되는데요. 이러한 해석이 맞나요?
pn 접합에서 n쪽의 접합전위가 높다니요? 무슨 말인지...
5. 이러한 해석이 맞다면, 실제 태양광시스템에서는 이러한 상황을 어떻게 대응 또는 활용하죠?
제겐 어려운 질문인데요^^, 아시는 고수분이 계시면 의견 부탁드리겠습니다.
미리 감사드립니다. TGIF
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답변
오원욱님의 답변
2020-10-06- 0
아래 사이트를 링크 방문하시고, 왼쪽 메뉴들 중 찾아 보시면 좋을 듯 합니다.
일반적인 P타입 태양전지를 예를 들면 P타입이라 한것은 베이스가 P형일 때이고, 후면에 위치해 있고, 양극입니다. 전면(빛이 입사하는 방향)이 N 타입으로 음극이죠. 이러한 태양전지가 리본에 의해 솔더링으로 직렬 연결되어 있고, 모듈을 구성해서 최종적으로 셀의 전면으로 나온 부분은 (-) 케이블, 후면으로 나온 부분은 (+)케이블에 연결되고, 이러한 모듈이 또 직렬로 커넥터로 연결되어 발전하게 됩니다.
https://www.pveducation.org/pvcdrom/pn-junctions/bias-of-pn-junctions
Solarman님께,
늦었지만 감사인사드립니다. 그리고 늦어서 죄송하구요^^
4번 질문에서, 위에 PN접합 태양전지가 있고, 아래에 저항이 있는 그림을 상상해보면,
왼쪽(P쪽)위에서 아래로 정공이 흐르니 전압입장에서는 왼쪽이 높은 쪽이 되겠죠?
그런데 PN접합만 놓고 보면, 전위장벽에서 왼쪽이 낮은 쪽이 되잖아요.
결국 전지 양단의 전압이 떨어진다는 것인데, 그러면 발전량도 떨어질테고....
이런 해석이 맞냐는 거죠^^ 암튼 감사합니다.