태양광 패널 발전 원리

태양광이 반도체 PN 접합부에 비추면 새로운 정공-전자 쌍이 생성됩니다. PN 접합부의 전기장 작용으로 정공은 P 영역에서 N 영역으로, 전자는 N 영역에서 P 영역으로 흐릅니다. 이렇게 회로가 연결되면 전류가 발생합니다. 이것이 광전 효과 태양전지의 작동 원리입니다.

태양광 발전에는 크게 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 빛-열-전기 변환 방식이고, 다른 하나는 빛을 직접 전기로 변환하는 방식입니다.

(1) 광열전 변환 방식은 태양 복사에 의해 생성된 열에너지를 이용하여 전기를 생산한다. 일반적으로 흡수된 열에너지는 태양열 집열기를 통해 작동 매체의 증기로 변환되고, 그 증기가 증기 터빈을 구동하여 전기를 생산한다. 전자의 과정은 광열 변환 과정이고, 후자의 과정은 열전 변환 과정이다.

(2) 광전 효과는 태양 복사 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 데 사용됩니다. 광전 변환의 기본 장치는 태양 전지입니다. 태양 전지는 광전 효과로 인해 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 이는 반도체 광다이오드입니다. 태양광이 광다이오드에 비추면 광다이오드는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전류를 생성합니다. 많은 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하면 비교적 큰 출력 전력을 갖는 정사각형 배열의 태양 전지를 만들 수 있습니다.

현재 결정질 실리콘(다결정 실리콘 및 단결정 실리콘 포함)은 가장 중요한 태양광 소재이며 시장 점유율이 90% 이상이며, 향후 장기간 동안 태양 전지의 주류 소재로 남을 것입니다.

오랫동안 폴리실리콘 소재의 생산 기술은 미국, 일본, 독일 등 3개국 7개 기업의 10개 공장에 의해 장악되어 기술 봉쇄와 시장 독점을 형성해 왔습니다.

폴리실리콘 수요는 주로 반도체와 태양전지에서 발생합니다. 요구되는 순도에 따라 전자용과 태양광용으로 나뉘는데, 그중 전자용 폴리실리콘이 약 55%, 태양광용 폴리실리콘이 약 45%를 차지합니다.

태양광 산업의 급속한 발전으로 태양 전지용 폴리실리콘 수요가 반도체용 폴리실리콘 개발 속도보다 빠르게 증가하고 있으며, 2008년에는 태양광용 폴리실리콘 수요가 전자용 폴리실리콘 수요를 넘어설 것으로 예상됩니다.

1994년 전 세계 태양 전지 생산량은 69MW에 불과했지만, 2004년에는 1200MW에 육박하여 불과 10년 만에 17배나 증가했습니다. 전문가들은 태양광 발전 산업이 21세기 전반기에 원자력 발전을 제치고 가장 중요한 기본 에너지원 중 하나로 자리매김할 것으로 예측합니다.