SCIENCE 3D | 빛으로 전기 만들기 (광기전력 효과)

무슨 일이 일어났나

광기전력 효과는 빛을 받은 물질이 스스로 전압을 만드는 현상입니다. EIA 에 따르면 반도체가 빛을 충분히 흡수하면 원자에서 전자가 떨어져 나오고, 흡수된 빛알(광자)만 전기를 만드는 에너지를 줍니다.

태양 전지는 p형과 n형 실리콘을 맞붙인 판이라, 접합의 전기장이 떨어져 나온 전자를 한쪽으로 몰아 판의 두 면 사이에 전압이 생깁니다. 두 면을 전선으로 이으면 전류가 흐릅니다.

시뮬레이터는 판을 «빛이 셀수록 전압을 더 내는 전지» 로 줄여 놓은 단순 모형입니다. 판 전압 6 V 로 24 Ω 전구를 켜면 전류 250 mA, 전력 1.50 W 입니다.

DOE 에 따르면 실리콘 태양 전지가 햇빛을 전기로 바꾸는 이론 최대 효율은 약 32 % 라서, 받은 빛의 에너지를 모두 전기로 바꾸지는 못합니다.

📸 진짜 모습

푸르고 흰 지구와 까만 우주를 배경으로 국제 우주 정거장의 태양 전지판이 펼쳐져 있습니다.
출처: NASA/JSC · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

운동장 시계탑이나 횡단보도 경고등 위의 태양 전지판은 낮 동안 빛으로 만든 전기를 배터리에 모아 둡니다.
인공위성 · 우주 정거장의 넓은 날개도 햇빛을 전기로 바꾸는 태양 전지판입니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

태양 전지는 햇빛의 열로 물을 끓여 전기를 만든다.
EIA 에 따르면 태양 전지는 흡수한 빛알의 에너지로 반도체 원자의 전자를 떼어 내 전기를 만듭니다. 출처
좋은 실리콘 태양 전지는 햇빛을 거의 100 % 전기로 바꾼다.
DOE 는 실리콘 태양 전지의 이론 최대 효율을 약 32 % 로 적습니다. 출처

누가 왜 찾았나

1839 년 프랑스의 에드몽 베크렐이 광기전력 효과를 처음 찾았고, 1876 년 애덤스와 데이는 셀레늄이 빛을 받으면 전기를 낸다는 것을 찾았습니다(DOE 연표). 쓸 만한 실리콘 태양 전지는 1954 년 4 월 25 일 벨 연구소가 미국 뉴저지주 머리힐에서 발표했습니다(APS).

확인된 값

광기전력 효과를 처음 찾음 — 에드몽 베크렐(Edmond Becquerel), 프랑스: 1839 출처
셀레늄이 빛을 받으면 전기를 낸다는 것을 찾음 — 애덤스(W. G. Adams) · 데이(R. E. Day): 1876 출처
실용 태양 전지(실리콘)를 처음 만든 해 — 벨 전화 연구소: 1954 출처
벨 연구소가 실리콘 태양 전지를 발표한 날 — 미국 뉴저지주 머리힐 (채핀 · 풀러 · 피어슨): 1954-04-25 출처
반도체가 빛을 충분히 흡수하면 원자에서 전자가 떨어져 나온다: electrons dislodged 출처
흡수된 빛알(광자)만 전기를 만드는 에너지를 준다: only absorbed photons 출처
실리콘 태양 전지의 이론 최대 효율 (약): 32 % 출처
태양 전지에 가장 많이 쓰는 반도체 — 실리콘: silicon 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 전자기와 양자 · 빛과 정보 통신 [12전자02-04]

출처

https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf(확인 2026-11-12)
https://www.eia.gov/energyexplained/solar/photovoltaics-and-electricity.php(확인 2026-11-12)
https://www.aps.org/publications/apsnews/200904/physicshistory.cfm(확인 2026-11-12)
https://www.energy.gov/eere/solar/articles/pv-cells-101-primer-solar-photovoltaic-cell(확인 2026-11-12)
https://www.energy.gov/cmei/systems/solar-photovoltaic-cell-basics(확인 2026-11-12)

빛으로 전기 만들기 (광기전력 효과)