염료감응형 태양전지 레포트

소개

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목차

1. 서론

2. 이론적 배경
1) 태양전지(Solar cell)
2) 염료감응형 태양전지의 구조와 원리
3) 연료감응형 태양전지에 사용가능한 염료 구조
4) 염료감응형 태양전지의 장단점

3. 실험 과정 및 결과

4. 논의

5. 참고문헌

본문내용

1. 서론
산업분야에서 사용되는 유기 용제의 배출은 산업발전과 더불어 수질, 토양, 대기, 해양 등 환경에 심각한 문제를 야기하고 있다. 이러한 환경문제가 인류의 과제로 주목받으면서 신재생에너지를 비롯한 태양전지 연구가 다양한 관점에서 활발하게 이루어지고 있다. 햇빛으로 전기를 만들어내는 태양전지 중 연료감응형 태양전지는 반도체 산화물에 염료를 흡착한 광전극, 상대전극, 전해질로 구성된다. 우리는 넓은 energy band gap을 가지고 있는 n형 전이금속으로 구성된 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell)의 cell layer를 쌓아보고 효율을 측정하는 실험을 해보았다.

Figure 1 태양전지의 단위





2. 이론적 배경
1) 태양전지(Solar cell)
태양전지(Solar cell)은 반도체에 태양빛이 흡수되면서 발생하는 광전효과에 의해 방출된 전자를 전기로 바꾸어 발전하는 시스템이다. 즉, 태양빛 에너지를 전기로 직접 변환시키는 전기 발생 장치와 같다. 광전효과란 특정 주파수 이상의 빛이 특정 금속 물질에 조사되면 전자가 방출되는 현상이다. 태양광발전에 적용시키자면, 태양빛이 태양전지가 부딪히면서 방출된 전자가 태양광 시스템을 통하여 전기로 변환되는 것이다.
태양전지는 전기적 성질이 다른 P형(positive) 반도체와 N형(negative) 반도체를 접합시킨 구조로 두 반도체의 경계부분은 PN접합이라고 부른다. 태양전지의 원리는 다음과 같다. 태양전지에 태양빛이 닿아 전지 속으로 흡수되며, 흡수된 태양빛의 에너지로 인하여 반도체내에 정공과 전자가 발생한다. 여기서 발생한 정공은 (+)극성의 P형 반도체로, 전자는 (-)극성의 N형 반도체로 집합하게 된다. 이렇게 되어 접합 부분에 전기장이 생기게 되어 전위가 발생한다. 이 전위로 인하여 P형 반도체에 전자 과잉상태가 되는데, 쌓인 전자가 반도체에 연결된 전선을 통해 외부로 빠져나가고자 하면서 전자가 흐르게 된다. 즉, 전극에 전류가 흐르게 되는데 이것이 PN접합에 의한 태양광발전의 원리가 된다.

참고자료

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· 김태진, "에너지 혁명을 꿈꾸는 Solar Cell '다결정 실리콘 태양전지'", NICE, 25권, 4호, 2007
· 김재홍, "염료감응형 태양전지 (dye-sensitized solar cell) 현황"
· 권성열, "염료감응형 태양전지 제작 및 특성", 대한전기학회, 2017
· 배종일, "저온소성용 TiO2 Paste를 이용한 염료감응형 태양전지 특성", 대한전기학회, 2018
· 김보라, "염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells. DSSC)"
· 김준탁, "염료감응형 태양전지에서 TiO2 반도체전극 표면의 다양한 overlayer 코팅에 따른 특성연구", 한국표면공학회, 2009
· 김종복, "염료감응 태양전지 기술 및 미래전망", 한국태양광발전학회, 3권, 1호, 2017
· 박남규, "염료감응 태양전지", 공업화학, 15권, 3호, pp. 265-277, 2004