[화공실험]태양광 발전 실험보고서

목차

1. 실험 개요

2. 태양광 발전 목적의 이해

3. 태양전지의 종류

4. 국내외 태양전지 기술개발 현황
A. 실리콘 태양전지
B. 실리콘 박막 태양전지
C. 차세대 태양전지

5. 페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar cell)
A. Perovskite solar cell
B. 페로브스카이트 태양전지의 작동원리
C. 페로브스카이트 태양전지의 종류

6. 태양전지 성능 평가 J-V Curve

7. IPCE(Incident Photon to Charge Carrier Efficiency)

8. EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy)

9. 실험결과 및 분석
A. J-V curve
B. IPCE
C. EIS

10. Discussion
A. 오차
B. 태양광이 존재하지 않을 때의 J-V curve와 그 이유
C. 더 좋은 IPCE값과 EIS 값을 얻기 위한 개선점

11. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 개요
A. 태양광 발전 목적의 이해
B. 여러 가지 태양전지의 특성과 원리 이해
C. 태양빛 조사에 따른 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압(J-V curves) 분석
D. IPCE(Incident Photon to Charge Carrier Efficiency)의 원리와 특성 분석의 이해
E. EIS(Electrochemical impedance spectroscopy)의 원리와 특성 분석의 이해

2. 태양광 발전 목적의 이해
태양 에너지는 미래 신재생 에너지원이다. 태양 에너지의 장점은 에너지원이 태양으로, 따라서 공급이 무한하며 비용이 거의 없다는 점이다. 현재 인류는 석유, 천연 가스 등의 화석 연료를 주 에너지 원으로 사용하고 있다. 화석 연료를 주 에너지 원으로 사용했던 이유는 비용이 저렴하고, 시추 및 사용이 편리하기 때문이다. 하지만, 화석 연료는 매장량이 한정되어 있을 뿐 아니라, 연소 과정에서 온실가스를 배출하여 지구 온난화를 유발하는 문제가 있다. 이러한 화석 연료의 단점을 보완하기 위하여 인류는 신재생 에너지를 연구하기 시작하였으며 태양 에너지에 대한 세계적인 관심 역시 증가하였다. 2014년 기준으로 미국은 태양광 발전에 전체 국가 R&D 투자액의 2%인 1300억 달러, 일본의 경우는 전체 국가 R&D 투자액의 4%인 1160억 달러, 독일은 전체 국가 R&D 투자액의 10%인 약 1130억 달러를 각각 투자하였고, 국내에서도 R&D 투자액 중 약 1,830억원을 투자하는 등 많은 나라에서 널리 연구되고 있다..

3. 태양전지의 종류
태양전지는 분류 기준에 따라 다양하지만 일반적으로 실리콘 태양전지와 박막태양전지 그리고 차세대 태양전지로 크게 3 가지로 구분할 수 있다.
실리콘 태양전지에는 결정질 실리콘 태양전지와 비결정질 실리콘 태양전지가 포함되어 있으며 결정질의 경우는 제조 단가가 높은 단점이 있으나, 에너지 효율이 높아 널리 상용화 되고 있다.

참고 자료

페로브스카이트 태양전지 연구 동향, 임상혁, 태양광발전학회=Bulletin of the Korea Photovoltaic Society, 한국태양광발전학회
태양광 분야의 최신 기술 동향 및 시장정책 현황, 박철호, 환경부, KEITI 한국환경산업기술원, Konetic Report 2017-018호
CIGS 박막 태양 전지 기술 및 시장 동향, 한국태양광발전학회, 김재웅 김호성 정채환
Sears & Zemansky’s University Physics with Modern Physics, 14th edition, Young Freedman, PEARSON
Electrochemical Impedance Spectroscopy and it Applications, Andrzej Lasia, 2014, Springer
Part 2-태양전지 I-V 특성화 이론과 LabVIEW 분석 코드, 2009, national instruments
http://www.solartodaymag.com/news/articleView.html?idxno=1951
https://science.howstuffworks.com/environmental/green-science/thin-film-solar-cell2.htm
http://www.ni.com/white-paper/7230/ko/