태양전지의 원리

소개글

태양전지 원리 간략 소개

목차

1.일반적인 태양전지의 원리

2.염료감응 태양전지

<참고 자료>

본문내용

1.일반적인 태양전지의 원리
태양전지는 무한한 청정에너지원인 태양광 에너지를 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용해서 직접 전기에너지로 변환시키는 반도체소자이다.

2.염료감응 태양전지
염료감응형 태양전지는 반도체 접합 태양전지와는 달리 광합성 원리를 이용한 고효율의 광전기화학적 태양전지로서 1991년 스위스 Grӓtzel 그룹에 의해 최초 개발되었다.
표면에 염료 분자가 화학적으로 흡착된 n-형 나노입자 반도체 산화물 전극에 태양 빛이 흡수되면 염료분자는 전자-정공 쌍을 생성하며, 전자는 반도체 산화물의 전도띠로 주입된다. 반도체 산화물 전극으로 주입된 전자는 나노입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 전달되어 전류를 발생시키게 된다. 염료 분자에 생성된 홀은 산화-환원 전해질에 의해 전자를 받아 다시 환원 되어 염료감응형 태양전지의 작동 과정이 완성된다.
빛 에너지를 흡수한 루테늄계 염료는 바닥상태(ground state)에서 리간드 들 뜬 상태(exicited state)로 전이한 후 두가지 과정을 거쳐 전자주입이 이루어진다. 이 때 전자주입은 매우 빠른 속도로 주입되며, 산화된 염료는 수 나노초 내에 재생된다. 반면 전자가 표면 상태를 거쳐 전해질로 손실되는 재결합 속도는 마이크로에서 밀리 초로 다소 느리기 때문에 대부분의 광전자는 반도체 전도띠(conduction band, CB)로 주입되어 전자전달에 참여하게 되어 광-전기 에너지 변환 효율이 우수하며, 아울러 장기 안정성 또한 우수함이 증명 되었다.

참고 자료

1. 다결정 박막 태양전지 개발 / 공공기술연구회
2. 다결정 실리콘 박막 태양전지 개발 / 공공기술연구회
3. 초고효율 결정질 실리콘 태양전지 개발 / 과학기술부
4. 염료감응형 태양전지 최신 연구개발 동향 / 박남규