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태양전지의 기초지식
 
태양전지의 기초지식


태양에너지의 이용이라고 하면, 곧 태양열 온수기(태양의 열에너지로 물을 미지근하게 하는 장치)를 떠올리는 사람도 많다고 생각합니다. 또 태양광 발전이 태양의 열에너지를 이용해 전기를 발전하고 있다고 오해하고 있는 사람도 있을지도 모릅니다.
그러나 태양광 발전이란, 「
태양으로부터의 광에너지를 전기에너지로 변환하여 이용하는 발전 방법이다 라는 것입니다.

@ 태양광 발전의 소개
우리 나라에는 섬이나 산이 깊은 곳이 많습니다.  그런 곳까지 전기선을 연결하는 데는 비용이 많이 듭니다.
물론 디젤 발전기를 이용하여 전기를 만들 수 있지만, 이때에는 계속하여 경유를 공급해 주어야 하고, 전기를 만들 때 태우는 경유가 이산화탄소나 유황을 만들어 대기 오염도 일으킵니다.
이런 외딴 섬이나 낙도의 등대 등에는 환경 오염이 없으면서 원료를 계속 공급하지 않고도 전기를 얻을 수 있는 에너지원이 필요합니다.

또한 현대는 계산기나 손목시계 라디오 등 간편하게 쓸 수 있는 휴대용 전자제품이나, 연료비를 아낄 수 있는 다양한 품목들이 인기를 얻고 있습니다. 휴대용 전자제품은 어떻게 하면 작고 가볍게 만드느냐가 제일 중요한 문제입니다.

위의 모든 문제의 해결책으로 현재 태양광 발전 기술을 많이 이용하고 있습니다.

지구의 못쓰는 땅인 사막에는 태양빛이 많이 비치기 때문에 태양광 발전에 아주 좋은 장소입니다. 중국의 고비 사막이나, 아프리카의 사하라 사막에 태양광 발전소를 세워놓고, 지구상의 필요한 전기를 공급해 사용할 수도 있습니다.
또, 지구의 밖으로 나가게 되면 어디에나 태양빛이 있고 태양빛의 세기가 4배로 높아집니다. 따라서 이러한 태양빛을 이용하면 우주에서 대규모로 전기를 만들어 사용할 수도 있습니다.
땅이 부족한 우리 나라는 바다 위에 해상 도시를 건설할 수도 있습니다. 해상도시에서 사용할 에너지로 태양광 발전을 이용하는 것입니다. 이렇게 태양광 발전의 응용범위는 아주 넓습니다. 태양광 발전을 더욱 발전시키려면 앞으로 값싸고 성능이 좋은 태양 전지를 만들어 내는 것이 연구 과제입니다.

@ 태양광 발전의 장/단점
태양광 발전의 장점 태양광 발전의 단점

1. 에너지원이 방대하고 비고갈
   태양은 무진장하고 무상, 게다가 자원 고갈 걱정이 없는    에너지원입니다.
2.
무공해 에너지원
    발전시에는 이산화탄소를 배출하지 않기 때문에, 자연이     나 생활환경을 손상할 걱정이 없습니다.
3.
누구라도 전기를 자급할 수 있다
    전기는 전력회사에서 구입하는 것뿐으로는 없습니다.
    태양전지가 있으면 전기를 자급할 수 있습니다. 남은 전     기는 전력회사가 사 주는 제도도 있습니다.
4.
여러가지 발전 규모로 이용 가능
    태양전지의 발전 효율은, 발전 규모와 상관없이 거의 같      습니다.(solar 탁상계산기, 주택용 태양광 발전 시스템)

5. 햇빛이 있는 곳이면 어느 곳에서나 간단히 설치할 수 있     습니다.
6. 한번 설치해 놓으면 유지 비용이 거의 들지 않습니다.
    그리고 태양전지 숫자만큼 전기를 생산하기에 태양전지     를 많이 설치할수록 많은 량의 전기를 얻을 수 있습니다.
7. 별도의 기계 가동 부분이 없으므로 소음과 진동 등이 없     어 환경오염을 일으키지 않습니다.
8. 수명은 20년 이상으로 비교적 오랫동안 이용할 수 있습니     다.

1. 태양 빛의 에너지 밀도가 적다
   태양전지에 큰 전력을 얻기 위해서는, 비교적 큰 면적이
   필요합니다.
2.
기상 조건, 설치 장소에 의해 발전량이 변한다
    태양전지를 설치하는 방향에 의해 발전량은 변합니다.
3.
축전기능이 없다
    태양전지는 빛을 전기로 변환하는 장치이고, 축전기능은
    없습니다.
    즉, 비오는 날이나 야간 등은 전력 계통으로 접속하는
    축전지(battery)를 편성하는 등 연구가 필요합니다.

4. 에너지 밀도가 낮아, 많은 수의 태양 전지를 사용해야 합     니다. 그래서 많은 공간이 필요합니다.
5. 태양전지의 재료는 아직까지 값이 비싼 반도체 재료인 실    리콘을 사용하고 있습니다. 때문에 태양광 발전 시스템을    처음에 설치하는 데는 많은 비용이 듭니다.

 
 
태양전지의 종류


태양전지의 종류로서는, 실리콘 반도체를 재료로 사용하는 것과 화합물 반도체를 재료로 하는 것에 대별되고, 또 실리콘 반도체에 의한 것은, 결정계와 AMOLFASS(비결정 계)에 분류됩니다.
현재도 개발 중인 것도 포함시키면 더욱 더 다양합니다.

태양전지의 기술 개발에 관해서는, 변환 효율의 향상이나 cost-down 등이 계획되고 있고, 또 실리콘 및 화합물 반도체 태양전지의 양방에 있어서,  변환 효율20 %를 초월하는 태양전지 개발이나 cost-down을 가능하게 하는 박막 태양전지의 개발등도 하고 있습니다.

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