태양전지에 대하여(원리, 응용분야 등)

소개

태양전지에 대해 전반적으로 조사한것입니다~

목차

1.태양전지의 원리
2.태양전지의 종류
3.응용분야
4.향후개발방향
5.느낀점
6.참고문헌

본문내용

1. 반도체접합 태양전지
반도체접합 태양전지는 n-형 반도체와 p-형 반도체를 접합하여 제조된 것이다. n-형 반도체는 전자 전달체 역할을, p-형 반도체는 홀 전달체 역할을 한다. (그림 1)은 n-형과 p-형 물질간의 접합에 따른, 밴드로 본 태양전지 작동 원리와 태양전지의 구조를 나타내고 있다.
그림에서 보듯이 태양전지를 구성하는 반도체의 밴드갭(전도띠와 가전자띠 간의 갭) 보다 큰 에너지를 갖는 광자를 태양전지가 흡수하게 되면 전자(electron)-홀(hole) 쌍이 형성되고, 전자는 n-형 반도체로 유입되며 홀은 p-형 반도체로 전이되어 전류를 발생하게 된다. 반도체 접합 태양전지는 대개 밴드갭이 1.1~1.7eV인 물질들을 사용하는데, 현재까지 상품화 되었거나 연구되고 있는 물질로는 Si(실리콘), GaAs(갈륨비소), CuInSe2(CIS), CdS/CdTe 등이며 이론적인 에너지 변환 효율은 GaAs가 가장 좋은 것으로 알려져 있다. 그러나 이들 물질은 원료 가격이 비싼 것이 단점이다.

2. 광전기화학적 태양전지
반도체접합 태양전지와는 달리 광합성 원리를 이용한 광전기화학적 태양전지가 있다. 최근(1991년) 스위스 Gartzel 그룹에서 발표한 염료감응 나노입자 산화물 광전기화학 태양전지(dye-sensitized nanocrystalline solar cell)는 비정질 실리콘 태양전지에 버금가는 높은 에너지 변환 효율과 함께 매우 저렴한 제조단가로 인하여 연구계 및 산업계의 비상한 관심을 모으고 있다. (그림 2)은 염료감응 나노입자 산화물 태양전지의 작동 원리를 보여주고 있다.

표면에 염료 분자가 화학적으로 흡착된 n-형 나노입자 반도체 산화물 전극에 태양 빛(가시광선)이 흡수되면 염료분자는 전자-홀 쌍을 생성하며, 전자는 반도체 산화물의 전도띠로 주입된다. 반도체 산화물 전극으로 주입된 전자는 나노입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 전달되어 전류를 발생시키게 된다.

참고자료

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