The most common form of solarcells are based on the photovoltaic (PV) effect
Two layer semi-conductor device produces a photovoltage or potential difference between the layers
No fuel cost or fuel supply problem
No pollution
High reliability
Small amount of power required
Depend on place and climate
Large scale:
Ocean navigation aid
Telecommunication system
Remote moni
Single junction structure
Poor efficiency(<30%)
Conversion rate ~ # of photon
Multi-layer structure
high efficiency(2times of 1st type)
Conversion rate ~ # of photon
Use photon energy
Very high(1hv → 2e)
Theoretical level
Dye electrons are excited by solar energy absorption
They are injected into the conduction band of TiO2
Get to counter-electrode (cathode) through the exter
태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지)와 3개 분야의 신에너지(연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지), 총 11개 분야를 신재생에너지로 지정하고 있다. 이러한 신,재생 에너지가 각광받는 이유는 친환경적이라는 점과 무한한 개발 가능성, 효율성을 가지고 있
태양전지
(DSSC, Dye-Sensitized SolarCells)의 원리
전지의 성능을 좌우하는 중요한 작용들
염료에 의한 여기전자의 생성 및 TiO2 로의 전자의 투입이 소멸보다 빨리 이루어져야 한다.
염료로부터 TiO2 로 전자가 투입되는 시간이 전자가 TiO2 에서 생성된 정공과 결합하는 시간보다 짧아야 한다.
TiO2 의 전도
2. DSC와 Silicon solarcell의 비교
① 복사선의 입사각에 덜 민감하다.
그림 . 입사각의 함수로서 티타니아 태양전지의 표준 동작 효율(STA data)
법선 입사에서 효율을 100%라고 가정
② 넓은 온도범위에 걸쳐서 최적으로 동작할 수 있는 설계가 가능하다. 이와는 대조적으로 Silicon solarcell
2. 염료감응형 태양전지에서의 Nano 핵심 기술
(1) 나노입자로 만든 다공질 TiO2
염료 감응형 전지의 효율을 급속히 올릴 수 있게 된 주요 원인 중의 하나는 반도체 표면적의 증가이다. 앞에서 언급한 바와 같이 염료고분자는 단분자층일 때 효율이 높으므로, 태양광의 흡수양은 염료고분자가 코팅된 반
❦이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 실리콘 태양전지는 전기적 성질이 다른 N(negative)형의 반도체와 P(positive)형의 반도체를 접합시킨 구조이다. 대표적인 결정질 실리콘 태양전지는 실리콘에 Br을 첨가한 P형 실리콘반도체를 기본으로 하여, 그 표면에 P을 확산시켜 N형 실리콘 반도체 층을 형성함으
화석연료 고갈 그리고 지구온난화로 인해 청정에너지 필요
태양 에너지는 인류가 사용하는 전력량의 500배 가량의 에너지를 보유
태양 수명(50억년)을 보았을때 고갈염려가 없음
광전지: 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 장치
광전효과 : 광전자를 방출하는 현상
광기전력: 반도체에 빛
Converts sunlight directly into electricity
Non polluting
Long lasting sources of energy
No need of maintenance
In the long run, solar electricity is cheaper
Electrons of dye absorb solar energy
Electrons of dye are excited & Generate electron-hole pairs
Electrons transfer from dye to FTO via TiO2
1/2 I3- + e 3/2 I- at counter electrode
3/2 I- 1/2
제2세대 태양전지 – 염료감응형태양전지
- 1990년대 초 스위스 그라챌박사팀에 의해 개발
- 유기염료를 이용한 광합성 원리 사용
- 제조단가가 매우 낮아 가격 경쟁력 우수
제3세대 유기, 나노태양전지
미래의 태양전지
- Si소재의 태양전지 < 박막, 유기 태양전지
다결정 Si태양전지
- 비교