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일반 pn접합 다이오드에서 역포화전류를 말할 때 역전압이 걸렸을 때 n형 반도체의 양공과 p형 반도체의 전자, 즉 소수캐리어에 의해 만들어지는 전류라고 이해했습니다.
그런데 태양 전지(포토다이오드)에서 역포화전류가 증가하면 효율이 떨어진다고 하는데, 여기서 역포화전류는 어떻게 생기는지, 또 왜 역포화전류가 증가하면 효율이 떨어지는지 궁금합니다.
- 태양 전지
- 역포화 전류
- 다이오드
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
오원욱님의 답변
2021-01-13- 2
수학적으로 개방전압을 의미하는 Voc는 다음과 같이 식에 의해 결정되고, I0 (역방향 포화전류)가 증가할수록 Voc가 감소하게 됩니다.
Voc = kT/q x ln(Isc/Io+1)물리적으로는 역방향 포화전류는 누설전류에 해당되고, 전자 정공의 재결합을 발생시킵니다.
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답변
신동협님의 답변
2021-01-14- 2
안녕하세요?
조금 풀어서 설명드리면,
p/n 접합이 이상적이지 않아 결함(ex, 불순물, 구조결함 등 여러가지 있음.)이 존재하면,
전하전공들이 분리되지 못하고 결함을 통해 재결합되는 현상입니다. 이럴 경우, 위에서
언급한 것처럼 누설전류로 작용하여 효율 손실이 발생합니다. -
답변
최규석님의 답변
2021-01-14- 2
"태양전지 역포화전류"로 구글링 하시면 많은 정보가 나옵니다.
첫번째 자료(https://www.hisour.com/ko/theory-of-solar-cells-39930/) 들어가셔서 "역전 포화전류"로 검색하시면 아래와 같이 나옵니다.- 구글 자료 -
역전 포화 전류
무한 션트 저항을 가정하면, VOC에 대한 특성 방정식을 풀 수 있습니다 :
따라서, I0의 증가는 증가의 대수의 역수에 비례하는 VOC의 감소를 생성한다. 이것은 위에서 설명한 온도 상승을 수반하는 VOC 감소의 이유를 수학적으로 설명합니다. 결정 실리콘 태양 전지의 IV 곡선에 역방향 포화 전류가 미치는 영향은 오른쪽 그림과 같습니다. 물리적으로, 역 포화 전류는 역 바이어스에서 pn 접합을 가로 지르는 캐리어의 “누설”의 척도이다. 이 누출은 접합부의 어느 한쪽의 중성 영역에서 캐리어 재결합의 결과이다.
- 구글 자료 -
여기서 설명이 있으니 참고하시면 되고요. Voc감소 등 다른 인자들에 의해 효율이 떨어지는것에 대해 다른 부분들을 읽어보시면 도움이 될 것 같네요. 아울러 앞에서 말한 것처럼 많은 자료가 나오니 본인 수준을 고려하셔서 계속적으로 읽어보시면 충분히 이해가 될 것으로 생각됩니다.
