2020-1 인하대 공업화학 실험 (공화실) 예보/결보 A+ DSSC 연료감응형 태양전지

소개

인하대 2020-1 공업화학실험 공화실 A+ DSSC
예보 결보 70점 만점에 68점 받은 보고서입니다.

목차

Ⅰ. 예비보고서
1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 참고문헌

Ⅱ. 결과보고서
1. 서론 (실험 개요, 목적, 필요성 등을 서술)
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 실험결과분석 및 고찰
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
✓ 직접 염료 감응형 태양전지를 제작해보고, 성능 평가를 통해 태양전지를 이해한다.

2. 실험 이론
<DSSC>
A. 태양전지의 종류와 특징
태양전지는 태양의 빛 에너지를 이용하여 전기 에너지를 직접 생산할 수 있는 반도체 장치의 일종이다. 이 과정에서 반도체와 광기전효과를 사용하는데, 광기전효과는 반도체 밴드갭(Band Gap)이상으로 에너지를 가지는 빛을 반도체에 비추어, 빛이 흡수되어 전자가 높은 에너지 준위로 여기 되는 현상이다. 태양전지에서는 전자가 빠져나가는 빈 부분을 양전하를 띄는 정공으로, 음전하를 가지는 전자로 한 쌍의 엑시톤으로 가정하여, P-N 접합 구조에 빛을 쪼일 때 n형 반도체로는 전자가 이동하고 p형 반도체에는 정공이 이동하여 전류가 흐른다고 설명할 수 있고 이것이 태양전지의 기본적인 구조가 된다.
크게 재료면에서 분류할 때, 실리콘 태양 전지와 비실리콘 태양전지로 나뉘며 실리콘 태양 전지에는 단결정, 다결정 실리콘으로 분류되고, 비실리콘 태양 전지에는 화합물 반도체 및 색소나 유기물을 이용한 것으로 또 다시 분류될 수 있다.
① 결정 실리콘 태양전지: 실리콘 wafer를 텍스쳐 가공을 한 후 인을 열 확산시켜서 P-N 접합면을 형성한 후 기판에 전극을 걸어 태양 전지의 셀을 만들 수 있다. 이 태양 전지 셀을 직렬로 여러 개 연결시켜 외부로부터 습도나 충격을 방지하기 위해 봉지 재료로 봉지하면 태양전지의 모듈이 된다. 결정 실리콘 태양 전지의 경우, 얇게 슬라이스 된 실리콘 기판을 재료로 사용하고 있고 가시광선 영역에서 광흡수 계수가 작기 때문에 태양의 광에너지를 흡수하려면 웨이퍼가 어느정도는 두꺼워야 한다는 특징이 있다. 웨이퍼가 얇으면 에너지를 흡수하기가 어렵기 때문에 발전 면에서 손실이 발생하고, 기판의 두께는 사용되는 실리콘의 양과 가격으로 직결되므로 웨이퍼의 두께는 얇아지고 있다.

참고자료

· ㈜전자자료사, 태양 전지의 종류와 기술 개발(기초), Semiconductor & FPD Monthly, 2012
· 조효정⋅황대규⋅김대환⋅강진규, 염료감응 태양전지의 연구 동향, KIC News, Volume 20, No. 2, 2017
· 박남규, 염료감응 태양전지, Polymer Science and Technology Vol. 17, No. 4, 2006
· 장세희, 저온공정을 통한 TiO2 전극 및 응용: 염료감응 태양전지와 전기변색소자, 2010
· 변홍복⋅윤태관⋅배재영, 다층구조의 TiO2 전극을 이용한 염료 감응형 태양전지의 변환효율, Appl. Chem. Eng., Vol. 21, No. 3, June 2010, 291-294
· 한치환, 염료감응 형 태양전지 기술과 발전 방향, Technical Series KOSEN Report 31
· 김기수, 염료감응 태양전지의 현황과 향후 동향, kisti 모니터링 보고서