태양빛은 어떻게 전기가 될까? 태양광발전 원리 파헤치기

태양빛은 어떻게 전기가 될까? 태양광발전 원리 알아보기

태양빛이 태양전지에 흡수되면 빛 에너지에 의해 광전효과가 일어납니다. 광전효과는 빛 에너지를 받아 전자가 태양전지 내에서 움직이기 시작하는 현상을 말합니다. 이때 태양전지 내에서는 전자(-)와 정공(+)이 쌍을 만들면서 움직이기 시작하는데, 이 과정을 좀 더 자세히 살펴볼까요?

태양전지는 실리콘과 같은 반도체 물질로 만들어집니다. 실리콘은 원자핵 주위를 도는 전자를 가지고 있으며, 이 전자들은 원자핵에 붙잡혀 있습니다. 하지만 태양빛을 쬘 때 실리콘에 있는 전자는 빛 에너지를 흡수하여 원자핵에서 떨어져 나와 자유롭게 움직이게 됩니다. 이렇게 떨어져 나온 전자를 자유 전자라고 합니다.

태양전지는 n형 반도체와 p형 반도체로 구성되어 있습니다. n형 반도체는 전자가 풍부한 반도체이며, p형 반도체는 정공이 풍부한 반도체입니다. 태양빛을 쬘 때 n형 반도체의 자유 전자는 p형 반도체로 이동하고, p형 반도체의 정공은 n형 반도체로 이동합니다. 이러한 전자와 정공의 이동은 전류를 발생시키고, 이 전류는 태양광 발전을 통해 전기 에너지로 변환됩니다.

쉽게 말해, 태양빛을 쬘 때 태양전지 내부에서 전자가 n형 반도체에서 p형 반도체로 이동하고, 정공은 반대로 이동하면서 전류가 발생하는 것입니다. 이렇게 생성된 전류는 외부 회로로 연결되어 전기 에너지로 활용될 수 있습니다.