태양광발전PHOTOVOLTAIC

자연과학부200321238 조병훈

차 례

1. 서 론 (1) 과제의 소개 – 왜 태양광인가 ? (2) 과제의 역사 및 배경 – 태양전지란 ?

2. 본 론 (1) 연구 방법 – 단점을 이용한 가능성 연구 (2) 연구의 목표 - 단점이 극복시키고 있는 실질적 사례를 통한 가능성 타진

3. 결 론 : 연구의 의의

4. 참고 문헌

1. 왜 태양광 에너지 인가 ?

환경오염과 신ㆍ재생에너지의 필요성

화석연료의 이용 – > 환경오염 + 자원 고갈신ㆍ재생에너지의 사용을 늘려야 함 !

1. 왜 태양광 에너지 인가 ?

태양이 1 년동안 지구에 보내는 빛 에너지 = 전세계 인류가 10000 년이상 사용가능

2. 태양전지란 ?

태양광 발전과 태양열 발전의 차이점

태양광 발전 : 태양빛 -> 전기

태양열 발전 : 태양열 -> 기계 에너지 -> 전기

2-1. 태양전지의 역사

1839 년 E.Becquerel( 프랑스 ) 이 최초로 광전효과 (Photovoltaic effect) 를 발견

1954 년 Bell Lab. 에서 효율 4% 의 실리콘 태양전지를 개발

보충 - 광전효과란 ?

아인슈타인이 빛의 입자성을 이용하여 설명한 현상으로 금속 등의 물질에 일정한 진동수 이상의 빛을 비추었을 때 , 물질의 표면에서 전자가 튀어나오는 현상 .

2-1. 태양전지의 역사

1958 년 미국의 Vanguard 위성에 최초로 태양전지를 탑재한 이후 모든 위성에 태양전지를 사용

1970 년대 Oil shock 이후 태양전지의 연구개발 및 상업화에 수십억 달러가 투자되면서 태양전지의 상업화가 급진전

현재 태양전지효율 7∼17%, 수명 20 년 이상 , 모듈가격 $6/W 내외 , 발전단가 $0.25∼0.5/kWh

2-2. 태양전지의 구성

2-3. 태양전지의 제조 방법

2-3. 태양전지의 제조 방법

2-3. 태양전지의 제조 방법

2-4 태양전지의 구조

Ab

sorp

tio

n

Photon energy

Band gapBand gap

보충

I-VII compounds

II-VI compounds

III-V compounds

LiF

LiCl

NaF

NaCl

NaBr

KF

KCl

KBr

KI

11

9.5

11.5

8.5

7.5

11

8.5

7.5

5.8

ZnO

ZnS

ZnSe

ZnTe

CdO

CdS

CdSe

CdTe

PbS

PbSe

PbTe

3.4

3.8

2.8

2.4

2.3

2.45

1.8

1.45

0.37

0.27

0.33

AlP

AlAs

AlSb

GaP

GaAs

GaSb

InP

InAs

InSb

-SiC

-SiC

3.0

2.3

1.5

2.3

1.4

0.7

1.3

0.3

0.2

2.2

3.1

Band gaps (eV) of some inorganic solids

(a) CaSe nanoparticles disolved in toluene. The size of nanoparticles progressively increases from 1.9 nm on the left to 6.0 nm on the right. (b) absorption spectra of the CdSe nanoparticles on their radius, R/nm: (1) 2.1; (2) 2.3; (3) 2.7; (4) 3; (5) 4;

“Semiconductor Nanocrystals as Fluorescent Biological Labels” M. Bruchez Jr.et al. Science, 281, 2013 (1998)

CdSe

InPInAs

2. (2) 태양전지 ( 결정질 실리콘 ) 의 원리

빛이 부딪치면 , 플러스와 마이너스를 갖는 입자 ( 정공과 전자 ) 가

생성

- 전자는 n 형 실리콘

+ 전공는 p 형 실리콘

전극에 전구를 연결하면 전류가 흐르게 된다 .

광기전력 발생

2. (3) 태양전지의 종류

3. 태양광 에너지 단점

단점을 극복하고 있는 실질적 사례를 통한 발전 가능성 연구

태양광에너지단 점

4. (1) 주변 환경적 영향 [ 가로등 ]

• 솔라모듈로 충전한 자체 전력만으로 야간점등

• 지중케이블공사 , 전기시설비용 불필요

• 국가적인 에너지 보존 및 환경보전

흐린 날이나 야간같이 어두울 때 사용하지 못한다는 단점을충전이라는 방법을 이용 , 야간에도 사용 가능하도록 개발 .

4. (2) 대면적 필요 [BIPV 시스템 ]

[Building Integrated Photovoltaic System]  건물 외부 면적을 이용한 사례

4. (3) 고출력 불가능 ( 태양광 보트 ]

고출력의 단점을 극복하고자 태양광 에너지가 아닌 다른 신재생 에너지를 복합적으로 이용한 사례

• 복합 신재생 에너지의 이용

• 풍력 + 태양광 + 바이오 디젤 등 혼합으로 운행하여 고출력을 낼 수 있음

• 친환경적

4. (4) 효율성 [ 태양광폰 ]

넓은 집광 면적이 필요한 태양광 전지의 단점을 보완해 좁은 면적에서도 충분한 전력을 얻을 수 있게 고안된 기기

• 태양광폰 (ECO Friendly Phone)

• 핸드폰 배터리 커버 태양전지 장착

• 올해 안에 상용화를 목표로 하고 있는 이 기기는 10 분 충전하면 3 분간 통화가 가능

4. (5) 현재 기술력과 우리나라 향후 기술개발 계획

202 287401

560750

1256

1815

2536

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

단위 MW

년 (year)

생산

량 (

MW

) 연평균 35% 이상 성장

4. (5) 현재 기술력과 우리나라 향후 기술개발 계획

4. (5) 현재 기술력과 우리나라 향후 기술개발 계획

5. 결 론

태양광 발전 산업의 가능성 확인

• 정부의 정책적 지원 확보

• 대기업을 비롯한 많은 기업들의 참여 및 투자

• 국내 시장 활성화

감 사 합 니 다 .