염료태양전지 예비보고서

소개

태양전지에 대한 기본적인 이론과
dye sensitized solar cell에 대한 이론 및 순서와 설명

목차

1. 실험목적
2. 기본이론조사

본문내용

1. 실험목적

신재생에너지인 고분자전해질 연료전지와 염료감응 태양전지의 제작 및 성능 측정을 통해 에너지 변환 기술에 대해 이해한다.

2. 기본이론조사

ⅰ) 태양전지 및 DSSC(Dye sensitized Solar Cell)의 정의와 기본원리, 구조

- 태양전지

기본적으로 태양전지는 대면적 다이오드이다. n층이 에미터(emitter)이고, p층이 베이스이다.
대역폭보다 훨씬 큰 에너지를 가지고 있는 광자(photon)가 태양전지 표면에 입사되면 흡수된 광자는 전자-정공 쌍(electron-hole pair, EHP)을 생성한다. 들뜬 전자와 정공은 내부에 존재하는 전위차 때문에 전자는 (-)전하가 모여있는 n형 에미터 쪽으로, 정공은 (+) 전하가 모여 있는 p형 베이스쪽으로 분리된다. 이렇게 각각 분리된 전자와 정공은 수집용 전극으로 이동하여 외부에 전기에너지를 공급해준다. 태양전지가 기본적으로 갖춰야 하는 요건은 반도체 구조 내에서 전자들이 비 대칭적으로 존재해야 한다는 것이다. 전하 캐리어가 분리되기 위해서는 캐리어의 확산거리가 충분히 길어야 하는데, 그렇지 않을 경우 전하의 분리, 수집 과정에서 재결합이 일어나 광자의 에너지가 손실될 수 있다. 만일 캐리어가 재결합하게 되면 빛에 의해 생성된 전자-정공 쌍은 없어지며, 더 이상 전류는 생성될 수 없다. 빛이 조사되면 n층의 전자 농도는 증가하고 p층의 정공 농도도 증가된다. 결국 광전압(내부전위의 반대임)이 생성되고 빛 조사가 계속되고 폐회로를 구성하면 전류가 외부회로로 흘러 들어가 빛 에너지가 전기 에너지로 변환된다.

참고자료

·  태양전지 원론 / 이재형 외 3인 / 홍릉과학출판사 / 2005
·  나노기공 실리콘 태양전지 / 이돈희 / 한양대학교 / 2009
·  실리콘계 박막 태양전지의 새로운 집적화 기술 개발 / 박상일 / 한국과학기술원 / 2005