금오공과대학교 기계공학과 기계공학응용실험 태양광실험 결과보고서

소개글

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목차

1. 실험장치
2. 실험결과
3. 고찰
4. 효율이 100%가 아닌 이유
5. 태양전지 효율에 영향을 주는 환경적 요인
6. 출처

본문내용

1. 실험장치

① 조도계
어떤 면이 받는 빛의 밝기를 측정하는 기구.

② 광원
태양전지 실험에서 태양이 아닌 전구를 사용하여 실험. 태양 대신 전구를 사용하여 실험 했을때 장점은 전구의 밝기를 조절하여 밝기별 태양전지 효율을 실험하기 용이함.

③ 태양전지
빛을 받아 전류를 생성하는 태양전지로 이번 실험에서는 60개의 태양전지를 연결하였다.

<중 략>

3. 고찰
이번 실험은 전구를 이용하여 태양전지패널에 빛을 비추어 태양전지에서 전력이 얼마나 생성되는지 알아보는 실험이었다. 또한 태양전지의 효율을 계산하고, 필팩터를 계산하였다. 그리고 입사각에 따른 태양전지의 효율의 변화를 알아보는 실험을 하였다. 실험 결과 밝기별로 최대, 중, 하로 갈수록 효율이 떨어지는 것을 볼 수 있다.
입사각을 0°, 15°, 30°, 45°로 했을 때의 효율을 보면 차례로 5.09%, 4.40%, 3.49%, 3.02%인 것을 확인할 수 있다. 따라서 입사각이 0°일 경우가 효율이 가장 좋은 것을 볼 수 있다. 입사각이 커질수록 효율이 줄어드는 이유는 전구에서 나오는 빛에너지에 경사진 경우 cos(입사각)만큼의 에너지가 되므로 총 단위면적당 에너지가 줄어들기 때문이다. 따라서 최대효율을 위해서는 빛이 태양전지에 수직하게 들어오도록 설치해야한다.
실험에서 오차가 발생할 수 있는 요인은 다음과 같다. 외부로부터의 빛이 있기 때문에 오차가 발생할 수 있다. 전구에서 나오는 빛에너지 말고도 외부의 빛에 의해 태양전지에서 생성되는 전압과 전류가 달라질 수 있다.

4. 효율이 100%가 아닌 이유
태양전지의 효율이 100%라면 태양전지 표면으로 입사한 빛에너지가 모두 전기에너지로 되어야한다. 하지만 현재까지 개발된 태양전지의 최대효율이 20%대이므로 이번 실험에서의 효율이 100%가 될 수가 없다. 또한 이번 실험에 사용한 태양전지는 오래된 모델로 처음부터 효율이 낮았으며 표면의 오염에 의해 효율이 낮아 졌을 수도 있다.

참고 자료

금오공대 기계공학부 교수, 기계공학실험, 문운당, 2010, pp. 638~647.
조도계, Basic 중학생을 위한 기술·가정 용어사전, ㈜신원문화사, 2007. 8. 10.
태양 전지 효율, IT용어사전, 한국정보통신기술협회, 2016