태양전지

태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 장치입니다.
빛에너지가 전자의 흐름으로 바뀌게 되는 원리에 대해 설명하기 전에 먼저 기억해야 할 것은 전기의 흐름, 즉 전류는 전자의 흐름이라는 사실입니다. 따라서 전기에너지를 생산하는 것은 전자의 흐름을 유도시킨다는 의미입니다.
태양전지에 빛을 쪼였을 때 전기가 발생하는 반응은 두 가지의 현상이 연속적으로 일어나는 것으로 설명 될 수 있습니다.
첫째는 전자(자유전자)가 발생되는 현상입니다.
둘째는 이렇게 생겨난 자유전자를 외부 회로로 내보내어 전기를 유도하는 과정입니다.
고체 내부에는 전자가 많이 존재합니다. 전자는 원자핵에 결합되어 있는 것 (묶인전자)과
고체 내부를 자유롭게 돌아다닐 수 있는 것(자유전자)으로 구분됩니다. 이 중에서 자유전자가 전기의 흐름을 담당하게 되는 것입니다.
태양전지에 이용되는 반도체는 대체로 전기를 잘 통하지 않는 물질입니다. 반도체에 빛을 비추면 `묶인전자`가 빛 에너지를 받아서 자유전자 상태로 됩니다. 빛 에너지는 원자핵에 `묶여` 있던 전자가 결합을 끊고 자유롭게 되도록 (=자유전자가 되도록) 힘을 …