[고분자 시스템 공학] 태양 전지

1. 태양 전지의 개요

태양 전지는 태양광을 직접 전기에너지로 변환하는 장치로서, 신재생 에너지 분야에서 매우 중요한 역할을 맡고 있다. 태양 전지는 태양 빛이 태양전지 내의 반도체 물질에 닿았을 때 전자를 방출시키는 원리를 이용한다. 그리하여 생성된 전자는 전류를 형성하며, 이를 통해 전력을 공급하게 된다. 태양 전지의 역사는 19세기 초반부터 시작되었으며, 1954년 미국 벨 연구소가 최초로 실용적인 실리콘 태양 전지를 개발하여 당시보다 효율이 6%에 달하는 성과를 거두었다. 이후 지속적인 발전을 통해 현재는 효율이 20%를 넘는 제품도 다수 등장하였으며, 일부 고성능 제품은 25% 이상의 효율을 보이기도 한다. 태양 전지는 크게 실리콘 계열, 비실리콘 계열, 다중접합 태양 전지 등으로 나뉜다. 실리콘 태양 전지의 경우 단결정 실리콘이 22~25%의 효율을 기록하며, 다결정 실리콘은 15~20%의 효율을 보인다. 2023년 기준 전 세계 태양 전지 생산량은 약 300 GW에 달하며, 시장 점유율은 약 90% 이상을 차지한다. 태양 전지는 전력 생산 비용이 점차 낮아지고 있는데, 2xxx년 이후 태양광 발전의 수준화된 비용은 kWh당 0.05달러대까지 낮아졌다. 또…