[화공실험]태양광 발전 실험 보고서

최초 등록일
2019.03.23
최종 저작일
2019.03
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목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 태양전지의 기본 원리
1. p형 반도체
2. n형 반도체

Ⅲ. 페로브스카이트 태양전지

Ⅳ. J-V curve

Ⅴ. IPCE (Incident Photon to Charge Carrier Efficiency)
1. IPCE의 정의
2. 태양전지 성능 평가 지표로서의 IPCE

Ⅵ. EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopic analysis)
1. Impedance
2. Nyquist plot
3. EIS 분석

Ⅶ. 최근 기술 동향

Ⅷ. Conclusion

Ⅸ. Reference

본문내용

Ⅰ. 서론
태양전지는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 발전소자로, 소재에 따라 그 종류가 구분되며 각기 다른 구조를 가지고 있다.

그 중 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조 결정(AMX3)을 빛 활성층으로 사용하는 태양전지로, 20%를 웃도는 효율을 가진다. 따라서 장기안정성의 문제만 해결된다면, 가장 강력한 차세대 태양전지로 자리매김할 가능성이 높다.

이에 따라 우리는 페로브스카이트 태양전지의 구동 원리와 그 특성에 대하여 살펴보고, J-V curve, IPCE, EIS를 이용하여 태양전지의 성능을 분석하는 방법을 알아보고자 한다.

Ⅱ. 태양전지의 기본 원리
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치이다. p형 반도체와 n형 반도체의 접합으로 전력이 발생되며 반도체소자인 태양전지에 햇빛을 쏘면 전력이 발생되는 ‘광전효과’의 원리를 이용한다.

1. p형 반도체
전하를 옮기는 carrier로 hole(정공)이 사용되는 반도체이다.
(+)전하를 가지는 hole이 carrier로서 이동하고, 이로 인해 전류가 발생한다.
ex) 4가 원소(Si)의 진성 반도체에, 미량의 3가 원소(B, Al 등)를 불순물로 첨가한다.

2. n형 반도체
전하를 옮기는 carrier로 자유전자가 사용되는 반도체이다.
(-)전하를 가지는 자유전자가 carrier로서 이동하고, 이로 인해 전류가 발생한다.
ex) 4가 원소(Si)의 진성 반도체에, 미량의 5가 원소(P, As 등)를 불순물로 첨가한다.

반도체 p-n 접합으로 구성된 태양전지가 bandgap energy(전도띠 에너지와 원자가띠 에너지간의 에너지 차이)보다 큰 에너지를 갖는 광자를 태양광으로부터 흡수하게 되면, 광에너지에 의한 전자-정공 쌍이 생성되고, 전자와 정공은 p-n 접합부에 존재하는 전기장의 영향으로 서로 반대 방향으로 흐르게 된다. 이로 인해 도선으로 연결된 외부 회로에 전기가 발생하게 된다.

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