태양전지 결정 결함에 관한 정보

 

태양전지 결정 결함에 관한 정보

안녕하세요 여러분

 

06월 08일 목요일입니다.

 

오늘의 정보는

태양전지 결정 결함에 관한 정보

입니다.

 

태양전지 결정 결함에 대해

궁금하셨던 분들은 꼭

집중해서 읽어주세요.

 

태양광 전문기업 (주) 파랑티에스에너지

 

 

✔ 실리콘 태양전지 발전원리

 

태양광 발전 보급이 확대된 이후, 가장 많이 사용하고 있는 태양전지의 종류입니다. 실리콘 태양전지는 P타입과 N타입 실리콘으로 이루어져 있으며, 각각 다수의 홀(h+, P타입)과 전자(e-, N타입)로 구성됩니다. P/N타입 실리콘 태양전지 경계부에서 햇빛을 흡수하면서 전자가 N타입 방향으로 이동하고 잉여공간에 홀이 형성되면서 P타입 방향으로 전류가 흐르게 됩니다. 이 과정에서 전류 차가 발생하면서 전력이 만들어지게 됩니다.

 

 

✔ 태양전지 결정 결함(Crystal lattice)

 

대부분의 태양전지 결함은 '불순물'로 인해 발생합니다. '결정'은 균일한 무늬의 이온과 원자가 끊임없이 반복되는 구조를 가집니다. 이 '결정'에 결함이 발생하는 것을 '결정 결함'이라고 하며 불순물이 없더라도 평면의 뒤틀림이나 원자 이온의 과부족 등 여러 가지 원인에 의해 발생할 수 있습니다. 전하 혹은 크기가 동일하지 않은 불순물의 구조는 태양전지 결함을 일으키며 태양전지 결정 결함을 100%제거할 수 없기 때문에 최적화된 공정법을 적용해 태양전지 결함을 최소화하는 것이 가장 좋은 방법입니다.

 

 

실리콘 태양전지의 전자와 홀이 결함과 마주치면 가지고 있는 에너지를 소실하고 전류가 흐르지 않는 상태인 '바닥상태'가 됩니다. 즉 태양전지 결정 결함은 전류의 흐름을 상실시키고 발전효율까지 대폭 떨어뜨리게 됩니다. 태양전지 결함을 방지하기 위해서는 태양전지 內 불순물을 최대한 줄이고 결함의 정도도 최소화하는 공정 절차를 적용하는 것이 중요합니다. 최적화된 공정 절차는 많은 비용이 필요하며 과정도 복잡합니다. 하지만 태양전지 결함은 태양전지의 이동 및 설치를 방해하기 때문에 반드시 해결해야 할 문제입니다. 소량의 불순물이 첨가되어도 발전효율이 많이 감소하기 때문에 공정과정에서 약간의 오차도 용납할 수 없습니다. 비슷한 맥락으로 태양전지 설치 시, 충격을 최소화할 수 있는 곳에 설치하는 것도 중요합니다.

 

 

✔ 태양전지 결함을 해결해줄 '페로브스카이트 태양전지'

 

'페로브스카이트 태양전지'는 결정 저항성(Defect tolerance)를 가지고 있어 태양전지 결정 결함이 발생해도 전력 효율이 거의 떨어지지 않습니다. 차세대 태양전지로 평가받고 있는 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 공정 절차가 간단하고 고효율이며 생산 비용과 시간, 설치 과정 등에서 모두 유리한 것으로 밝혀졌습니다. 하지만 현재 중금속과 수명 등의 문제로 보급화하기엔 아직 이른 상황이며, 연구개발은 지속적으로 이루어질 예정입니다.

 

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