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유기·무기 태양광전지 광전변환효율과 양자효율 측정2025.11.181. 태양광전지의 작동원리 태양광전지는 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로 p형 반도체와 n형 반도체로 이루어져 있습니다. 광활성층에 흡수된 빛이 전자와 정공 쌍인 엑시톤을 생성하는 광여기 현상이 발생하며, P극과 N극 사이의 전위차에 의해 전자와 정공이 각각 음극과 양극으로 흐르게 되어 전류가 발생합니다. 표준 실험 조건은 인공태양광의 입력광 파워가 1000W/m²인 AM 1.5 스펙트럼입니다. 2. 광전변환효율과 양자효율 광전변환효율은 빛을 전기로 전환하는 효율을 나타내며, 필 팩터(FF), 단락 전류 밀도(Jsc)...2025.11.18
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Si 태양전지 화공실험 레포트2025.11.131. Si 태양전지 구조 및 공정 실리콘 태양전지는 여러 개의 Solar Cell을 연결하여 PV Module을 구성한다. 태양전지의 기본 구조는 n형과 p형 반도체가 접합된 형태로, 각 끝에 전극이 부착되어 있다. 웨이퍼는 반도체의 기본 재료이며 단결정, 멀티결정, 폴리결정, 마이크로결정 등의 종류가 있다. Si 반도체 공정은 웨이퍼 준비, P-N 접합 형성, 산화막 제거, 반사방지 코팅, 금속화, 마무리 단계를 거친다. 각 단계에서 화학적 처리와 열처리 공정이 포함되어 있다. 2. P-N 접합 원리 P-N 접합은 홀 농도가 높은...2025.11.13
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유기태양광전지 제작 및 분석 (예비)2025.05.121. 태양광전지의 구조와 작동원리 태양광전지는 태양 광에너지를 전기에너지로 변환할 수 있도록 설계된 장치입니다. 무기 태양광전지와 유기 태양광전지로 나뉩니다. 무기 태양광전지는 실리콘과 같은 무기물에 불순물을 doping한 것이고, 유기 태양광전지는 광활성층(photoactive layers)으로 공액 유기화합물을 사용한 것입니다. 2. 인공 태양 광원 및 양자 효율 측정기의 작동 원리 인공 태양 광원과 양자 효율 측정기를 사용하여 태양광전지의 광전 변환 효율 및 양자 효율을 측정할 수 있습니다. 이를 통해 외부 양자 효율과 내부 ...2025.05.12
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유기태양광전지 제작 및 분석 (결과)2025.05.121. 유기태양광전지 제작 및 분석 실험 결과 및 고찰에 따르면, 스핀코팅 공정 조건에 따라 유기태양광전지의 전류-전압 특성, 양자효율, 반사율 등이 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 스핀 속도가 빨라질수록 박막 두께가 얇아지면서 전류밀도가 증가하고 직렬 저항이 감소하여 광전변환효율이 향상되는 경향을 보였다. 다만 1200rpm의 경우 예외적인 결과를 나타냈다. 또한 박막 두께에 따른 광학적 간섭 효과로 인해 흡수 스펙트럼과 다른 양자효율 특성이 관찰되었다. 이를 통해 유기태양광전지의 제작 및 분석 과정에서 다양한 요인들이 성능에 영...2025.05.12
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유무기 반도체 전구체 합성(Methylammonium iodide의 합성) pre-report2025.05.161. 유무기 반도체 전구체 합성 이 보고서는 유무기 반도체 전구체인 methylammonium iodide의 합성 과정을 다루고 있습니다. 페로브스카이트 태양전지의 핵심 물질인 methylammonium iodide를 합성하고 그 특성을 학습하는 것이 주요 목적입니다. 페로브스카이트 태양전지는 높은 광전변환 효율과 저렴한 제조 비용 등의 장점으로 주목받고 있으며, methylammonium iodide는 이러한 페로브스카이트 태양전지의 핵심 물질 중 하나입니다. 2. 페로브스카이트 태양전지 페로브스카이트 태양전지는 2009년 약 3...2025.05.16
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광전효과 실험보고서2025.05.051. 광전효과 광전효과는 빛이 물질과 상호작용하여 전자를 방출하는 현상이다. 실험에서는 광자의 주파수(에너지)를 일정하게 유지하고, 물질과 광자가 충돌하여 방출된 전자의 운동에너지를 측정한다. 방출되는 전자의 운동에너지는 넓은 분포를 가지는데, 이는 물질과 광자의 상호작용에서 발생하는 다양한 에너지 소실 때문이다. 하지만 전자의 최대 운동 에너지는 광자의 에너지와 물질의 특성에 따라 일정하며, 이 최대 운동 에너지가 광전효과실험에서 중요한 지표로 사용된다. 2. 에너지 단위 변환 전자볼트(eV)는 1개의 전자가 1볼트의 전위에 의해...2025.05.05
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염료 감응형 태양전지(DSSC) 제작 실험2025.11.131. 염료 감응형 태양전지(DSSC) 염료 감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)는 광전극, 전해질, 대전극으로 구성된 태양전지로, 유기 염료가 빛을 흡수하여 전자를 여기시키는 방식으로 작동한다. 저비용 제조 공정과 우수한 광전환 효율로 차세대 태양전지 기술로 주목받고 있으며, 무기화학 실험을 통해 직접 제작하고 성능을 평가할 수 있다. 2. 무기화학실험 무기화학실험은 무기물질의 성질, 반응, 합성을 다루는 실험 과정이다. 염료 감응형 태양전지 제작 실험은 산화물 반도체, 염료, 전해질 등 무기 ...2025.11.13
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광에너지변환 실험 (페로브스카이트 물질 중심으로)2025.04.301. 페로브스카이트 태양전지 페로브스카이트는 일반적으로 칼슘, 티타늄과 같은 산화물로 구성된 형태로 존재한다. 현재는 같은 결정 구조를 가진 모든 물질을 의미한다. 페로브스카이트 태양전지의 기본 구조는 투명전극 / 전자 수송층 / 페로브스카이트 층 / 정공 수송층 / 금속 전극으로 이루어져 있다. 페로브스카이트 태양전지는 N형이나 P형 반도체의 접합이 없고, 광 활성층인 페로브스카이트 층에 태양광이 닿게 되면 전자가 발생한다. 전자는 전자 수송층을 통해 전극을 따라 흘러 전류를 발생시킨다. 2. 광전효과 광자는 빛의 진동수와 비례하...2025.04.30
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염료를 이용한 화학적 에너지 소자 제작 실험(DSSC)2025.01.121. TiO2 페이스트 제조 TiO2 페이스트를 제조할 때 에틸렌글리콜을 첨가하는 것이 효과적이었다. 에틸렌글리콜을 페이스트에 넣은 경우와 전해질에 넣은 경우를 비교했을 때, 페이스트에 넣은 경우가 더 높은 전압을 나타냈다. 2. 염료 추출 및 특성 분석 블루베리 염료의 경우 에탄올을 첨가하여 추출하는 것이 더 효과적이었다. UV-vis 분석 결과 에탄올을 첨가한 염료가 가시광선 영역에서 더 높은 흡수를 보였다. 흑미 염료는 자외선 영역과 가시광선 영역에서 모두 높은 흡수를 나타내어 염료로 더 적합한 것으로 판단된다. 3. 태양전지...2025.01.12
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태양전지와 풍력발전 실험 보고서2025.11.181. 태양전지의 광전효과 및 발전 원리 p-n 반도체로 구성된 태양전지에 햇빛이 입사되면 광자의 에너지가 band-gap보다 클 때 광전효과를 통해 전자가 valence band에서 conduction band로 여기된다. 공핍층에서 생성된 전자-정공 쌍이 전위차(광기전력)를 만들어 전류가 흐르게 된다. 태양전지 모듈의 출력은 입사 광자 수, 입사각, 거리 등 다양한 요인에 영향을 받으며, 저항 변화에 따라 최대전력점(MPP)이 결정된다. 2. 풍력발전의 유도기전력 원리 풍력발전은 바람에 의해 회전한 블레이드가 증속 기어를 통해 발...2025.11.18
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