광전변환기의 작동 원리 및 특성. 계획, 설명

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태양은 중요한 재생 가능하고 환경 친화적인 에너지원입니다. 태양 에너지는 광전지(태양열) 배터리를 사용하여 전기 에너지로 변환할 수 있습니다. 이러한 배터리는 우주선, 라디오 비콘 및 해양 항법 부표, 자율 통신 네트워크, 계산기 및 전자 장난감에 사용됩니다.

태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전(또는 광전지) 방법은 현재 과학적이고 실용적인 측면에서 가장 발전된 방법입니다. 처음으로 소련 체육 학교의 창립자 중 한 명인 Academician A.F. Ioffe는 30 년대에 대규모 전력 공학에 사용할 가능성에 주목했습니다. 그러나 당시 태양전지의 효율은 1%를 넘지 못했다. 이후 수십 년 동안 물리학 및 기술 분야의 상당한 양의 연구 덕분에 이 수치는 20-25%로 증가했습니다.

햇빛을 전기로 변환하는 메커니즘은 전기를 생성하는 다른 방법과 다릅니다. 이 방법의 특징은 대규모 사용에 대한 가능성과 전망을 결정합니다.

어떤 방법으로든 전기를 발생시키려면 전하를 갖고 분리 메커니즘을 제공해야 합니다. 유도 방식에서는 금속 도체의 자유 전하를 사용하여 전기를 생성하고 자기장에서 도체가 이동하여 분리가 수행됩니다.

전기를 생산하는 광전지 방식에서는 구조 부품의 기계적 움직임이 없습니다. 반도체 재료의 특성과 빛과의 상호 작용을 기반으로 합니다. 광전지에서 자유 캐리어는 반도체와 빛의 상호 작용의 결과로 형성되며 셀 내부에서 발생하는 전기장의 작용으로 분리됩니다. 최근까지 거의 모든 광전지는 결정질 실리콘으로 만들어졌지만 이제는 다른 재료가 점점 더 널리 사용되고 있습니다.

광전 효과 현상은 빛 에너지(전자기 복사 에너지)가 전기 에너지로 변환되는 것을 기반으로 합니다. 광전 효과에는 세 가지 유형이 있습니다.

1) 외부 - 빛의 작용으로 신체 표면에서 전자를 끌어냅니다.

2) 내부 - 빛의 작용에 따른 반도체 및 유전체의 전기 전도도 변화;

3) 잠금 층 - 도체와 감광 반도체 사이의 경계에서 기전력의 여기.

전자파의 에너지를 변환하는 목적으로는 로킹층의 광전효과(pn접합에서의 광전효과)만이 실용화될 수 있다.

저자: 마고메도프 A.M.

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