지식나눔

tandem polymer solar cell을 동일한 2개의 subcell로 만들었을때의 효과

polymer solar cell에 관심이 많은 학생입니다.
tandem polymer solar cell이라는것이, 서로 상호보완적인 빛의 흡수영역을 갖는 polymer  2종류를 사용함으로써 더 넓은 영역의 빛의 파장을 흡수하기위한 구조라고 알고있습니다.

그런데 2013년 advanced material에서 나온 논문 
"10.2% power conversion efficiency polymer solar cells consisting of two identical subcells" 라는 논문을 보니, subcell 2개를 모두 같은 polymer를 사용했더니 가시광선영역대의 흡수가 증가했을뿐아니라, 흡수하는 파장영역대로 더 넓어졌습니다. 그런데 그 원인에 대한 내용은 명확히 밝히지 않았더라구요.

혹시 이 부분에 대해서 도움을 주실수 있는분 계실까요? 
  • solar cell
  • tandem
  • power conversion efficiency
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
답변 2
  • 답변

    안길홍님의 답변

    발표논문을 좀더 자세히 살펴보면 tandem polymer를 HOMO/LUMO구조(전자의 주게/받게,donor/acceptor)로 modify하여 solar cell로 사용한 내용이 나올 것으로 판단됩니다.
    첨부 동일한 자료의 논문을 보아주시기 바랍니다.
    그리고 orbital 및 HOMO/LUMO에 대한 자료를 참고바랍니다.
    발표논문을 좀더 자세히 살펴보면 tandem polymer를 HOMO/LUMO구조(전자의 주게/받게,donor/acceptor)로 modify하여 solar cell로 사용한 내용이 나올 것으로 판단됩니다.
    첨부 동일한 자료의 논문을 보아주시기 바랍니다.
    그리고 orbital 및 HOMO/LUMO에 대한 자료를 참고바랍니다.
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  • 답변

    신동협님의 답변

    안녕하세요.

    일반적으로 탠덤 태양전지는 다른 밴드갭을 가진 두개의 태양전지로 이루어집니다.
    이때는 각 다른 밴드갭에 해당하는 파장을 충분히 흡수할 수 있을 때입니다.

    하지만 질문자분께서도 아시다시피 흡수는 두께에 비례합니다. 그러므로 태양광을
    효율적으로 흡수하기 위해서는 일정 두께가 필요합니다. 하지만
    유기태양전지는 전하들의 수명이 매우 짧기 때문에 두껍게 만들 수 없습니다.

    그러므로 흡수를 최대로 하는 일정 두께을 확보하면서 전하들 효율적으로 수집하기 위해서
    중간에 전극을 하는 더 놓었다고 생각하시면 쉬울 것 같습니다.

    잘 이해안되는 부분이 있으시면 다시 질문해주세요. 다른 부분도 좋습니다.

     
    안녕하세요.

    일반적으로 탠덤 태양전지는 다른 밴드갭을 가진 두개의 태양전지로 이루어집니다.
    이때는 각 다른 밴드갭에 해당하는 파장을 충분히 흡수할 수 있을 때입니다.

    하지만 질문자분께서도 아시다시피 흡수는 두께에 비례합니다. 그러므로 태양광을
    효율적으로 흡수하기 위해서는 일정 두께가 필요합니다. 하지만
    유기태양전지는 전하들의 수명이 매우 짧기 때문에 두껍게 만들 수 없습니다.

    그러므로 흡수를 최대로 하는 일정 두께을 확보하면서 전하들 효율적으로 수집하기 위해서
    중간에 전극을 하는 더 놓었다고 생각하시면 쉬울 것 같습니다.

    잘 이해안되는 부분이 있으시면 다시 질문해주세요. 다른 부분도 좋습니다.

     
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