CIGS thin film Solar cell (CIGS 태양전지)

소개글

2차 Solar cell인 CIGS Thin Film Solar Cell 에 관한
structure, mechnism, current trend, future study

목차

* 태양광전지의 원리
CIS 박막 태양전지의 기본구조
< current status >
< future trend >

본문내용

* 태양광전지의 원리
태양광 스펙트럼은 5,900 K의 흑체 복사 스펙트럼에 의해 근사적으로 묘사될 수 있다. Fig. 2에 이 스펙트럼이 나타나 있는데, 그림 중 수직 실선은 가시광선 영역을 구분해 주고 있다. 태양광전지에서는 빛을 흡수하는 물질의 에너지 갭과 같거나 이보다 큰 에너지의 빛만이 흡수된다. 태양광을 이용한 태양전지의 발전 원리는 Fig. 3에 나타나 있다. 태양전지는 기본적으로 반도체 p-n 접합으로 이루어지는데, n형 반도체 지역의 높은 전자 밀도와 p형 반도체 지역의 높은 정공 밀도로 인하여 전하 농도의 차이에 의해 전하가 각각 반대편으로 확산하고 이에 따라 p-n 접합 계면에 공간전하층(space charge region)이 발생한다. 이러한 공간전하층은 태양전지 내부에 built-in 전기장을 발생시키고 이 전기장을 이용하여 에너지 갭 이상의 빛에 의해 생성된 전하들의 흐름을 얻는 것이다. 따라서 태양전지의 에너지 변환 효율을 높이기 위해서는 빛 흡수에 의한 전하 생성이 많아야 하고 또한 built-in 전기장의 세기도 커야 한다. 그리고 이렇게 built-in 전기장에 의해 이동된 전하들이 외부전극으로 도달하기 전에 전기 저항으로 인해 소멸되는 것을 최소화하여야 한다. 이러한 측면에서 태양전지의 효율을 극대화하려는 연구가 여러 각도에서 진행되고 있다. 소재 측면에서는 최적의 에너지 갭을 갖는 물질의 개발이 계속 진행 중이며 현재 알려진 바에 의하면 광흡수층의 최적 에너지 갭은 1.5 eV 근처이다.

CIS 박막 태양전지의 기본구조

CIS 박막 태양전지는 박막형 화합물 태양전지중에서 현재 가장우수하다고 평가받고 있으며 재료인 CuInSe2는 1 eV 이상의 직접천이형 에너지밴드를 갇고 있고 광흡수 계수가 반도체 중에서 가장 높고 광학적으로 매우 안정하여 태양전지의 광흡수층으로 매우 이상적이다. 이러한 CIS 박막 태양전지는 다음과 같은 구조를 가진다.

참고 자료

없음