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태양광 패널 광흡수 대역 범위

Feb 18, 2024메시지를 남겨주세요

태양광 패널 광흡수 대역 범위

 

최근 몇 년 동안 태양광 패널이 점점 인기를 얻고 있습니다. 이는 비용 효율적이고 환경 친화적이며 재생 가능한 에너지원입니다. 태양광 패널은 태양전지라는 특수 소재를 사용하여 햇빛을 전기로 변환합니다. 태양전지는 다양한 파장의 빛을 흡수할 수 있는 다양한 재료로 만들어집니다.

 

단결정 실리콘 태양전지의 광흡수

 

단결정 실리콘은 고성능 태양전지 소재이다. 순도가 높고 결정 구조가 균일하여 전자 이동성이 더 좋습니다. 단결정 실리콘 태양전지는 일반적으로 300~1100nm의 광 흡수 범위를 가지며, 최대 흡수 대역은 약 780nm에 위치합니다. 이는 태양전지가 가시광선 스펙트럼의 대부분과 근적외선의 일부를 흡수할 수 있음을 의미합니다.

 

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그러나 1100 nm를 초과하면 흡수 효율이 눈에 띄게 떨어집니다. 이는 단결정 실리콘이 간접 밴드갭 물질이기 때문입니다. 간접 밴드갭 물질은 전자가 가전자대에서 전도대로 이동하는 데 더 높은 에너지 임계값을 갖습니다. 이는 에너지가 낮은 광자가 재료에 효과적으로 흡수될 수 없음을 의미합니다. 따라서 단결정 실리콘 태양전지는 더 긴 파장(낮은 에너지)의 빛을 상당량 흡수할 수 없습니다.

 

박막 실리콘 태양전지의 광흡수

 

박막 실리콘 태양전지는 다양한 두께와 도펀트를 지닌 여러 층의 실리콘으로 구성됩니다. 일반적으로 단결정 실리콘 태양전지보다 제조 비용이 저렴합니다. 박막 실리콘 태양전지의 광흡수 범위는 단결정 실리콘 태양전지의 광흡수 범위와 다르다. 박막 실리콘은 더 넓은 범위의 파장, 특히 400 – 800 nm 범위의 빛을 흡수합니다. 이는 가시광선 스펙트럼의 대부분을 흡수할 수 있지만 단결정 실리콘만큼 근적외선을 흡수할 수 없음을 의미합니다.

 

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박막 실리콘 태양전지는 비정질 실리콘(a-Si), 미결정 실리콘(μc-Si), 나노 결정 실리콘(nc-Si)의 세 가지 유형으로 더 분류할 수 있습니다. 각 유형마다 밴드갭과 흡수 범위가 다릅니다. 비정질 실리콘은 약 1.7eV의 밴드갭을 가지며 300 – 800nm ​​범위의 빛을 흡수할 수 있습니다. 미세결정질 실리콘은 약 1.3eV의 밴드갭을 가지며 400~700nm 범위의 빛을 흡수할 수 있습니다. 나노결정질 실리콘은 약 2.0~2.2eV의 밴드갭을 가지며 300~600nm 범위의 빛을 흡수할 수 있습니다.

 

결론적으로, 단결정 실리콘 태양전지는 약 780nm에 최대 흡수대역을 가지며 대부분의 가시광선 스펙트럼과 일부 근적외선을 흡수할 수 있습니다. 반면, 박막 실리콘 태양전지는 단결정 실리콘에 비해 흡수 범위가 넓지만 근적외선만큼은 아닙니다. 특정 흡수 범위와 효율은 박막 실리콘의 유형에 따라 다릅니다. 태양전지의 유형에 관계없이 태양전지판은 지속 가능하고 재생 가능한 에너지원을 제공합니다. 기술이 더욱 발전하면 태양광 패널은 훨씬 더 효율적으로 더 많은 양의 에너지를 제공할 수 있게 될 것입니다.

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