반도체 장치-광전지
기본 광전지는 pn 접합을 형성하는 n 형 및 p 형 반도체로 구성됩니다. 위쪽 영역은 확장되고 투명하며 일반적으로 태양에 노출됩니다. 이러한 다이오드 또는 셀은 빛에 노출 될 때 전압을 생성하는 예외적입니다. 세포는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환합니다.
다음 그림은 symbol of photovoltaic cell.
태양 광 전지의 작동
광전지의 구성은 PN 접합 다이오드의 구성과 유사합니다. 조명이 적용되지 않으면 장치를 통해 전류가 흐르지 않습니다. 이 상태에서 셀은 전류를 생성 할 수 없습니다.
상당한 양의 빛이 필요한 셀을 적절하게 바이어스하는 것이 필수적입니다. 빛이 들어 오자마자 PN 접합 다이오드의 놀라운 상태를 관찰 할 수 있습니다. 결과적으로 전자는 충분한 에너지를 얻고 부모 원자로부터 분리됩니다. 공핍 영역에서 새로 생성 된 전자-정공 쌍은 접합부를 교차합니다.
이 동작에서 전자는 정상적인 양이온 농도로 인해 N 유형 물질로 이동합니다. 마찬가지로 구멍은 음이온 함량 때문에 P 유형 재료로 스윕됩니다. 이로 인해 N 유형 재료는 즉시 음전하를 띠고 P 재료는 양전하를 띠게됩니다. 그런 다음 PN 접합은 응답으로 작은 전압을 전달합니다.
태양 광 전지의 특성
왼쪽 아래 그림 은 광 다이오드의 역전 류 ( IR )와 조명 (E) 사이의 그래프 인 특성 중 하나를 보여줍니다 . IR은 수직축에서 측정되고 조명은 수평축에서 측정됩니다. 그래프는 제로 위치를 통과하는 직선입니다.
즉, I R = mE
m = 그래프 직선 기울기
매개 변수 m 다이오드의 감도입니다.
오른쪽 그림은 포토 다이오드의 또 다른 특성 인 역전 류 ( IR )와 포토 다이오드의 역 전압 사이의 그래프 입니다. 주어진 역 전압에 대해 PN 접합에서 조명이 증가함에 따라 역 전류가 증가한다는 것이 그래프에서 분명합니다.
이러한 셀은 일반적으로 빛이 적용될 때 부하 장치에 전력을 공급합니다. 더 큰 전압이 필요한 경우 이러한 셀 어레이를 사용하여 동일한 전압을 제공합니다. 이러한 이유로 광전지는 높은 수준의 빛 에너지를 사용할 수있는 응용 분야에 사용됩니다.