太陽電池 의 發展 과 염료감응 電池 의 Mechanisms 硏究
The evolving of solar cell technology and sensitivity cell research mechanisms of DSSC.
- 주제(키워드) 염료감응전지 , DSSC , PVD
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박희준
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 공학대학원 에너지학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000022200
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문은 태양전지의 효율향상 과 무한 자원인 태양에너지에 대한 활용도을 높이기 위해 학술적, 실용적 정보를 조사 하고 활용 측면에서 빛에 대한 파장 분석 과 특히 DSSC(Dye sensitized solar cells ) 의 경우 가능한 넓은 파장의 영역대 의 흡수가 중요 하다 . 염료 감응형 태양전지 에 서는 식물의 광합성 원리 와 태양 빛 이 염료(Dye)에 조사 되어 전자와 정공이 분리 되어 전기가 발생되는 과정까지 조사 연구 했으며,특히 본논문 에서는 투명전극 제작 공법을 지금까지 적용하던 전통적인 CVD 기술이 아닌 PVD 란 반도체display 에서 적용되는 저온 박막기술을 적용 하였으며 그 결과 Glass 를 flexible 소재로 대체가 가능했다. 그로 인해 86% 의 빛 투과율 을 91% 까지 향상이 가능했다. 그리고 Tio2 을 past 상태로 제작 후 고온 소성하던것 을 역시 sputter 방식을 이용해서 ITO 와 Tio2 를 동시에 코팅하는 기술을 구현했다. sputter 코팅 방식이란 원래는 반도체나 display 등에 적용하는 건식 코팅 기술이다.
more목차
제1장 서 론 ----------------------------------------- 1
1.1 40년간 지표면의 온도 변화 ------------------------- 2
1.2 57년간 대기중 CO2 증가량 ----------------------- 3
제 2 장 본 론 ----------------------------------------- 4
2.1 염료 감응 전지의 효율 향상 가능성.------------------ 4
2.1.1 염료 감응 전지의 효율 향상 가능성.---------------- 5
2.1.2 Energy of photon -------------------------------- 6
2.1.3 가시광선이 갖는 photon energy ------------------- 7
2.1.4 포톤 플럭스 (Photon Flux) ------------------------ 8
2.1.5 태양 Energy 변환 효율 -------------------------- 9
2.2 태양전지 년대별 발명 History --------------------- 10
2.2.1 1839 년 백금 plate 태양전지 의 구조 --------------- 11
2.2.2 1876 년 selenium 태양 전지 구조 ----------------- 12
2.2.3 1883 년 백금 plate + Se 전해질 의 구조 --------- 13
2.2.4 1927 년 구리 산화물 태양 전지 ------------------ 14
2.2.5 1930 년 Cu2O or Se 태양 전지 ---------------- 15
2.2.6 1991 년 DSSC 전지 네이처 논문 발표 ----------- 16
2.3 태양 전지의 원리 ------------------------------- 17
2.3.1 태양 전지 분류 -------------------------------- 18
2.3.2 광촉매 란 -------------------------------------- 19
2.3.3 Tio2 란 --------------------------------------- 20
2.3.4 광촉매 원리 - ---------------------------------- 22
2.3.5 Tio2 물성 비교표 ------------------------------ 23
2.4 DSSC (염료 감응 태양전지) 란 ------------------- 24
2.4.1 DSSC (염료 감응 태양전지) 의 구조 --------------- 26
2.4.2 DSSC 에 적용되는 소재들 ---------------------- 29
2.4.3 전해질의 (Electrolyte) 의 종류 ------------------ 30
2.4.4 고체 고분자 전해질 이란 ------------------------ 33
2.5 DSSC cell 의 기본 구조 -------------------------- 34
2.5.1 DSSC 방식과 silicon 방식과의 차이------------- 35
2.5.2 .전자의 exiting 및 흡수 (light absorption)----------36
2.5.3 Tio2 로의 injection ---------------------------- 37
2.5.4 Hole 의 발생 및 환원 --------------------------- 38
2.5.5 Injection to semiconductor ------------------- 39
2.5.6 고분자 전해질 에 따른 차이점 -------------------- 40
2.5.7 DSSC 전지 의 효율 --------------------------- 42
제 3 장 효율 향상 요소 기술 --------------------------- 43
3.1 DSSC 변환효율 향상 주요 point ------------------- 44
3.2 DSSC 효율 향상 기술 1 -------------------------- 45
3.2.1 PET film 이 갖는 파장 특성 --------------------- 46
3.3.1 PET film 이 갖는 투과율 특성 -------------------- 47
3.4 ITO film 이 갖는 저항 특성 ---------------------- 48
3.5 DSSC 효율 향상 기술 2 --------------------------- 49
3.6 DSSC 효율 향상 기술 3 -------------------------- 50
3.6.1 표면 개질 처리 전후 접촉각 측정 결과 -------------- 51
3.7.효율 향상 결과 ----------------------------------- 54
제4장 결 론 ------------------------------------------ 55
참고 문헌 -------------------------------------------- 56
