해변에 앉으면 푸른 하늘이 보이며 느끼는 따스함과 들리는 파도는 모두 햇빛의 에너지에 있습니다. 태양 광 태양 전지는 햇빛의 에너지를 즐거운 휴가가 아닌 다른 것으로 변환하는 방법입니다. 태양 전지는 햇빛의 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 태양 전지의 효율은 태양 전지가 생산하는 전기 에너지의 양과 부딪히는 태양 에너지의 양의 비율입니다.
능률
모든 프로세스의 효율성은 프로세스가 얼마나 잘 작동 하는지를 나타내는 척도입니다. 즉, 출력을 얻기 위해 얼마나 많은 노력을 기울여야 하는가입니다. 때로는 효율성을 정량화하기 어렵지만 태양 전지의 경우 상대적으로 쉽습니다. 태양 전지에 대한 입력은 햇빛이고 출력은 전기입니다. 더 구체적으로 말하면 입력은 햇빛의 에너지이고 출력은 전자의 에너지입니다.
광자와 빛
기본적으로 빛은 광자라고하는 작은 에너지 패킷으로 구성됩니다. 하루 중 언제라도 수십억 개의 광자가 태양 전지와 상호 작용합니다. 이러한 광자는 색상에 따라 다른 양의 에너지를 전달합니다. 일부 광자는 태양 전지에서 반사되고 일부는 통과하고 일부는 흡수됩니다. 주어진 광자의 운명은 에너지 또는 그에 상응하는 색상에 따라 달라집니다. 특정 광자의 행동을 확실하게 예측하는 것은 불가능하지만 상호 작용 확률을 계산하는 것은 가능합니다.
빛 흡수
대부분의 태양 전지는 반도체로 만들어집니다. 반도체의 특징 중 하나는 "밴드 갭"이라고하는 에너지 구조입니다. 밴드 갭의 낮은쪽에있는 전자는 제자리에 갇혀있는 반면, 전자는 밴드 갭의 높은쪽으로 에너지 부스트는 자유롭게 움직일 수 있습니다. 회로. 태양 전지에서 밴드 갭 크기에 가까운 에너지를 운반하는 광자는 흡수 될 가능성이 가장 높습니다. 효율을 계산하려면 모든 광자의 에너지에 흡수 될 확률과 태양 전지에서 전기 회로로 만들 확률을 곱해야합니다. 이것은 상당히 복잡한 계산입니다.
측정
첫 번째 원칙에서 효율성을 계산하는 것은 번거롭지 만 올바른 측정 도구가 있으면 계산을 더 쉽게 수행 할 수 있습니다. 방 사계를 사용하면 햇빛의 전력 밀도를 측정 할 수 있습니다. 전력 밀도에 태양 전지의 면적을 곱하면 태양 전지로 들어오는 태양 에너지를 측정 할 수 있습니다. 가변 저항, 전류 센서 및 전압 센서가있는 회로를 연결하여 다음 단계를 수행합니다. 전력은 전류와 전압의 곱이며, 태양 전지가 구동하는 부하량에 따라 달라집니다. 따라서 저항을 변경하고 모든 단계에서 전력을 계산하고 최대 전력 점을 찾습니다. 최대 전력 출력을 태양 광 입력으로 나누면 태양 전지 효율이 있습니다.