6. 에너지 사용 신기술에는 어떤 것이 있을까? (1) 태양 전지.

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1 6. 에너지 사용 신기술에는 어떤 것이 있을까? (1) 태양 전지

2 학습 목표 태양 전지의 기본적인 원리를 설명할 수 있다.

3 배울 내용 1. 태양 전지 태양 전지의 역사 태양 전지의 구조 태양 전지의 작동 원리

4 도입 활동 우주 정거장의 우주인들은 어떤 에너지를 이용해 생활할까?
우주에서 인공위성이 작동하거나 우주인들이 생활하는데 필요한 에너지는 대부분 태양전지를 이용한 태양광 발전에 의해 얻고 있다. 우주에서는 대기를 통과하지 않은 태양광 에너지가 직접 전달되므로 태양 전지의 낮은 효율이 큰 문제가 되지 않는다.

5 1. 태양 전지 ① 태양 전지의 역사 (1) 1839년 베크렐이 최초로 광전 효과를 발견 (2)
(3) (4) (5) (6) 1839년 베크렐이 최초로 광전 효과를 발견 1954년 미국 벨연구소에서 효율 4%의 실리콘 태양 전지를 최초로 개발 1958년 미국의 뱅가드 위성에 전원 공급용으로 최초로 태양 전지를 탑재 1958년 미국의 뱅가드 위성에 전원 공급용으로 최초로 태양 전지를 탑재 1980년대 선진국에서 지상 발전용으로 사용되기 시작 일반적인 태양 전지 효율 7∼17%, 수명 20년 이상

6 1. 태양 전지 ① 태양 전지의 역사

7 1. 태양 전지 ② 태양 전지의 구조 태양 에너지를 ( )로 변환할 목적으로 제작된 것으로, 태양 전지에 빛을 비추면 전자의 이동이 일어나서 전류가 흐르고 전기가 발생하는 원리를 이용하는 장치이다. 전기 에너지 태양 전지는 ( )와 ( )가 서로 맞붙어 있는 샌드위치 형태를 하고 있는데 이를 ( )이라고 하며, 태양광이 닿는 표면이 ( ) 쪽이다. 태양 전지 표면에는 가능한 한 많은 양의 태양광을 흡수하기 위해 빛의 반사를 막는 반사 방지막이 코팅되어 있다. n형 반도체 p형 반도체` p-n 접합 n형 반도체

8 1. 태양 전지 ② 태양 전지의 구조

9 1. 태양 전지 ② 태양 전지의 구조 * 태양 전지의 설치 형태
태양 전지(셀)는 하나의 규소판 속에 n-면과 p-면이 서로 맞붙어 있는 형태를 하고 있다. 이러한 태양 전지의 최소 단위는 태양광 ( )이라고 하며, 실제 사용할 때에는 사용 부하에 맞추어 ( ) 형태로 구성하여 설치한다. 모듈(Photovoltaic Module) 어레이(Photovoltaic Array)

10 1. 태양 전지 ③ 태양 전지의 작동 원리 태양 전지에 태양빛이 닿으면 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체 내에서 (+)전하를 띤 ( )과 (-)전하를 띤 ( )가 발생하여 각각 자유롭게 태양 전지 속을 움직이게 된다. 이때 전자는 ( ) 쪽으로, 양공은 ( ) 쪽으로 모이게 되어 전위가 발생하게 되며, 이러한 이동의 결과로 양쪽 면 사이에서는 ( )이 형성되는데, 이때 두 면을 전선으로 연결하면 n-면 표면의 전자들이 금속선을 통해서 p-면 쪽으로 이동한다. 이 과정에서 전자의 흐름인 전류가 발생하고 전기 에너지가 생산된다. 양공 전자 n형 반도체 p형 반도체` 전압

11 1. 태양 전지 ③ 태양 전지의 작동 원리

12 정리 및 평가 그림은 태양 전지의 구조를 모식적으로 나타낸 것이다. 작동 원리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
<문제 1> 그림은 태양 전지의 구조를 모식적으로 나타낸 것이다. 작동 원리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① n형 반도체와 p형 반도체가 서로 맞붙어 있는 샌드위치 형태를 하고 있다. ② 태양광이 닿는 표면이 n형 반도체 쪽이다. ③ 태양 전지 표면에는 가능한 한 많은 양의 태양광을 흡수하기 위해 빛의 반사를 막는 반사 방지막이 코팅되어 있다. ④ p-n접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 p층의 표면으로 이동한다. ⑤ 태양 전지의 작동 원리는 광전 효과이다. ④ p-n접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 p층의 표면으로 이동한다.

13 1. 태양 전지에서 전기 에너지가 만들어지는 과정을
정리 및 평가 1. 태양 전지에서 전기 에너지가 만들어지는 과정을 설명해 보자. 태양 전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 전자는 p-n 접점의 전기장에 의해 n층으로, 양공은 p층으로 이동하며 이 현상에 의해 n층과 p층 사이에 전위차(광기전력)가 발생하며, 이때 태양 전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다.

14 차시 예고 17차시 에너지 사용 신기술에는 어떤 것이 있을까? (2)

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