태양전지 Q&A

1. 암전류란?

암전류(dark current) 밀도는 태양전지 내의 전자-홀 재결합비를 넓게 표현한 것입니다. 그런 의미에서 누전(누설 전류)이라고 도 할 수 있겠죠. 

재결합에는 벌크 또는 표면 결함에 의한 SRH(shockley-Read-Hall) 재결합, 접촉 재결합, Auger 재결합 등이 있습니다. 


태양전지가 이상적인 다이오드 거동을 따른다고 가정 하면 암(dark) 상태와 광 조사 상태에서의 거동을 중첩(superposition)시키면 다음 식이 됩니다. 


             nkT        Jsc
Voc ≈    ----- ln( ------- )
              q            J0


여기서, Voc는 개방전압, Jsc는 단락전류 밀도, J0는 암전류 밀도, n은 이상 계수(ideality factor), k는 볼츠만 상수, T는 절대 온도, q는 전자 전하량 입니다. 


J0를 포화 전류 밀도(saturation current density) 또는 재결합 전류 밀도(recombination current density)라고도 부릅니다. 


이 식을 유도할 수 있다면 태양전지의 기초 이론을 마스터한 것입니다. 그리고 유도할 줄 몰라도 의미만 알아도 끝입니다. 


위식에도 보듯이 Voc을 최대화하려면 Jsc를 최대화하는 동시에 J0을 최소화해야한다는 것을 알 수 있습니다.