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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 권정대
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2020
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건물 일체형 태양전지(building integrated photovoltaic, BIPV)에 적용하기 위해 수소화 비정질 실리콘 박막을 이용한 투광형 태양광 모듈을 제작하였다. 후면전극으로는 다층 투명전극(OMO)을 사용하였고, 모듈 제작을 위해 532nm 파장의 펄스레이저를 사용하여 P1, P2, P3 박막 가공을 하였다. 모듈을 제작하기에 앞서, 광 흡수층의 두께에 따른 셀의 투과도 및 셀의 효율을 측정하였다. 그리고, 셀에서 발생하는 광학적 손실을 조사하기 위해 finite difference time domain (FDTD)를 이용해 시뮬레이션 하였다. 그 결과 단파장 영역에서의 광학적 손실은 전면 전극과 p 층에서, 장파장에서의 손실은 OMO에서 발생하는 것을 관찰하였다. 셀 단위에서의 연구 결과를 바탕으로 레이저 공정을 이용해 monolithic 방법으로 모듈을 제작하였다. P2와 P3 공정 과정에 있어서 발생할 수 있는 문제들을 기생 저항과, FIB를 통한 단면 FESEM 관찰, 광전변환 효율을 통해 분석하였다. P2 에너지가 낮은 경우에는 광 흡수층이 완전하게 제거되지 않았고, 에너지가 높은 경우에는 광 흡수층 위에 증착된 OMO가 불균일하게 증착되어 모듈의 효율이 감소하였다. P3의 경우에는 불충분한 에너지로 가공할 경우 후면전극이 잔류해 기생 저항이 감소하였고, 과도한 에너지에서는 새로운 기생 저항 경로가 생겨 문제가 되었다. 또한 모듈 제작 시 최적화된 셀 간격 폭을 찾기 위해 PSpice 시뮬레이션을 바탕으로 실험을 하였다. 셀 간격에 비례해 광생성 전류밀도는 증가하나, fill factor가 감소함을 관찰하였다. 그 결과, 셀 간격이 4 mm에서 최적이었으며, 500-800 nm 파장 범위에서 평균 15.2%의 투과도를 가지면서 5.6%의 효율을 가지는 모듈을 제작할 수 있었다.
목차
1. 서론1.1 태양에너지의 잠재력-11.2 건물 일체형 태양전지-22. 관련이론2.1 태양전지 이론-42.2 비정질 실리콘 태양전지-122.3 레이저를 이용한 태양전지 모듈 제작-182.4 다층 투명전극의 광학적 전기적 특성-203. 실험 방법 및 분석방법3.1비정질 실리콘 태양전지의 증착-223.2 레이저를 이용한 공정-283.3 태양전지 및 박막의 분석-323.4 태양 전지 모듈의 설계-344. 실험결과4.1 광 흡수층의 두께에 따른 a-Si:H 태양전지의 특성-354.2 P2 공정-374.3 P3 공정-384.4 모듈 제작 결과-414.5 Cell width에 따른 모듈 특성-444.6 다층 투명 전극을 이용한 색상 구현-465.결론-48참고문헌-49
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