모든 것을 하나로 묶기: 태양광 PV 시스템의 주요 부분

태양광 PV 시스템은 세계에서 가장 널리 고려되고 설치된 재생 기술의 사례 중 하나입니다. 그러나 어떤 사람들에게는 실제로 작동하는 방식이 거의 마법에 가까운 미스터리일 수도 있습니다.

하지만 꼭 그럴 필요는 없습니다. 정확히 작동 방식과 PV 시스템을 구성하는 요소는 실제로 매우 흥미롭습니다.

따라서 태양광 PV 시스템이 실제로 무엇인지, 실제로 어떻게 작동하는지 궁금한 적이 있다면 기본 사항을 파악하는 데 도움이 되는 매우 짧은 가이드를 만들었습니다.

즐기다.

간단히 말해서, 태양광 PV 패널은 광전지(PV) 효과라고 알려진 과정을 통해 햇빛을 전기로 변환합니다. 광전 효과와 밀접한 관련이 있는 PV 효과는 1830년대 후반 Edmond Becquerel에 의해 처음으로 입증되었습니다.

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베크렐은 백금이나 금판을 산성, 중성, 알칼리성 용액에 담그고 태양 복사열에 노출하면 작은 전류가 생성될 수 있다는 사실을 발견했습니다. 조금 후인 1880년대에 Charles Fritts는 얇은 금층으로 덮인 셀레늄으로 만든 최초의 진정한 태양 전지를 개발했습니다.

이 패널은 작동했지만 효율성이 매우 낮았습니다.

현대 태양전지판은 햇빛의 광자가 전자를 원자에서 분리시켜 전기의 흐름을 생성할 때 작동합니다. 패널은 실제로 광전지라고 불리는 더 작은 단위로 구성됩니다. 이 태양전지는 다른 물질로 "도핑"된 실리콘으로 만든 반도체 샌드위치입니다.

붕소나 인듐은 일반적으로 한 층에 첨가되어 양전하를 부여합니다. 본질적으로 실리콘 원자 그룹에 붕소 원자를 추가하면 순수 실리콘에서 전자가 차지하는 공간인 "구멍"이 생성됩니다. 이를 p형 도핑 또는 p형 반도체(p는 양극)라고 합니다. 다른 층은 일반적으로 인 또는 비소로 도핑되어 해당 층에 추가 전자 또는 음전하를 추가합니다(이를 n형 도핑 또는 음수의 경우 n형 반도체라고 함).

두 층을 끼워 넣으면 접합부(pn 접합이라고 함)에 전기장이 생성됩니다. 빛에 노출되면 전자가 광자로부터 에너지를 흡수하고 "모체" 원자에서 분리되면서 이 접합 내에서 전기장이 생성됩니다.

이 과정은 원자가 빠져나온 물질의 원자가 결합에 "구멍"을 남깁니다. pn 접합에 이미 존재하는 전기장 때문에 이러한 전자와 "정공"은 반대 방향으로 이동합니다. 즉, 전자는 n측으로, "정공"은 p측으로 이동합니다.

이러한 전자의 움직임은 세포에 전류를 생성합니다. 전지 측면의 금속 전도성 판은 전자를 모아 전선으로 전달하여 전자가 다른 전기 공급원처럼 흐를 수 있도록 합니다.

흥미롭게도 대부분의 광전지는 크기가 작을수록 더 효율적인 경향이 있으므로 각 PV 패널은 일반적으로 많은 작은 셀로 구성됩니다. 태양광 패널을 자세히 살펴보면 메인 패널을 구성하는 더 작은 하위 단위 광전지를 모두 볼 수 있습니다.

일반적으로 도핑된 실리콘(게르마늄, 황화납 및 기타 반도체를 사용할 수 있음)으로 만들어지는 PV 셀은 모든 현대 PV 패널의 최강자입니다.

이에 대한 자세한 내용은 다음 섹션에서 확인하세요.

다른 기술과 마찬가지로 PV 패널은 광전지에서 프레임 및 그 사이의 모든 부분을 구성하는 다양한 재료의 뒤죽박죽입니다. 그러나 대부분의 사람들이 이와 같은 질문을 할 때 의미하는 것은 PV 패널에 햇빛으로부터 전기를 생성하는 겉보기에 마법적인 능력을 부여하는 마법의 성분이 무엇인지입니다.

그 경이로운 물질은 식물 지구에서 가장 풍부한 물질 중 하나인 실리콘이기도 합니다. 실제로, 그것은 지구 지각의 약 30%를 차지합니다.

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