에너지변환 예비레포트

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에너지변환 예비레포트 기계공학과 실험

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과제1. 태양전지, PEM Electrolyser, PEMFC의 작동원리에 대해 설명하시오.
<태양전지>
1.p형 반도체를 기본으로 하여 그표면에 불순물을 확산시켜 N형 반도체 층을 형성함으로써 P-N접합을 생성한다 . 현재 사용하는 태양전지의 대부분인 실리콘 태양전지는 기본적으로 P-N접합의 구조로 이루어져 있으며 빛이 태양전지 내부호 흡수가 잘되도록 하기 위한 반사 방지막과 태양 전지 내부에서 만들어진 전기를 외부로 끌어내기 위한 양단의 전극으로 구성된다.
2.태양전지에 빛이 입사되면 흡수된 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 새로운 EHP가 생성, 반도체 내부를 자유로이 이동하는 상태가 된다.
3.자유로이 이동하다가 P-N접합에 의해 생긴 전계에 들어오게 되면 전자(-)는 N형 반도체에, 정공(+)은 P형 반도체에 이르게 되어 전위차가 발생된다.
4.양단의 전극에 외부도선으로 연결하게 되면 N형 whR의 전자가 도선을 통해 P형 whR으로 이동하게 되면서 전류가 흐르게 된다.
5.빛이 쪼이고 있는 한 이 상태가 유지되므로 전류가 지속적으로 흐르게 된다.
→광전효과
금속에 한계 진동수 이상의 빛을 입사시키면 전자가 금속 표면에서 방출되는 현상을 말한다.
→aP-N접합
P형과 N형 반도체가 결합되어 다이오드나 트랜지스터를 만드는 모든 반도체의 기분 구조이다. P형 반도체 내부에는 다수 캐리어로서 정공이 존재하고 N형 반도체에는 전자가 존재한다.
<태양전지별 작동원리>
1. 무기물 태양전지
실리콘 계열 태양전지와 CdTe, GaAs, CIGS와 같은 반도체 태양전지가 이에 속한다. n형 반도체 물질과 p형 반도체 물질을 접합하여 태양전지를 제조하며 n형 반도체는 전자가 p형 반도체는 양공이 전달체 역할을 한다. 반도체 밴드갭 에너지보다 큰 에너지를 가지는 빛이 입사되면 p-n접합 계면 근처에서 빛을 흡수하여 전자-양공쌍을 생성하고, 내부 전지장에 의해 양공은 p형 반도체쪽으로, 전자는 n형 반도체 전극으로 이동하여 합선 회로 전류를 발생

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