* 광전 효과 : 태양 전지는 광전 효과에 따라 작용합니다. 빛이 반도체 재료에 부딪 치면 충분한 에너지를 가진 광자는 전자를 자극하여 전류를 흐르고 전류를 생성 할 수 있습니다. 전자를 자극하는 데 필요한 최소 에너지를 밴드 갭 라고합니다. 재료의.
* 파장 및 에너지 : 빛의 에너지는 파장에 반비례합니다. 짧은 파장 (파란색 및 자외선)은 에너지 광자가 더 높습니다. 더 긴 파장 (적색 및 적외선과 같은)은 에너지 광자가 낮습니다.
* 밴드 갭 매칭 : 태양 전지 재료에는 특정 밴드 갭이 있습니다. 밴드 갭보다 큰 에너지를 가진 광자 만 전자를 자극하고 현재 세대에 기여하기에 충분한 에너지를 갖습니다.
* 흡수 및 전송 : 밴드 갭보다 적은 에너지를 가진 광자는 흡수되지 않으며 단순히 재료를 통과합니다. 밴드 갭보다 훨씬 높은 에너지를 가진 광자는 흡수 될 수 있지만 과도한 에너지는 종종 열로 손실됩니다.
따라서 :
* 최적 파장 범위 : 주어진 태양 전지 재료에 대해 전류를 생성하는 데 가장 효과적인 특정 파장 (일반적으로 가시 광선)이 있습니다.
* 손실 : 밴드 갭 이하로 인해 일부 파장은 효과가 없으며, 다른 파장은 밴드 갭을 초과하여 에너지 손실이 발생합니다.
예 : 실리콘 태양 전지는 약 1.1 eV의 밴드 갭을 갖는다. 이들은 가시 스펙트럼에서 파장을 변환하는 데 가장 효율적입니다. 그러나, 그들은 적외선에서 제대로 흡수하고 파란색과 자외선을 전달합니다.
결론 : 효율을 극대화하기 위해 태양 전지는 재료의 밴드 갭과 일치하는 빛의 파장을 활용하도록 설계되었습니다.
