지식나눔

tandem solar cell 의 Jsc값에대한 궁금증입니다. 같은 2개의전지를 적층했습니다

어제 질문을하나올렸는데 자세히답변해주셔서 너무 잘봤습니다

tandem solar cell에서 적층하면 단일셀에비해 Jsc가 떨어지는 이유가 뭔가요?

전지 적층시 Jsc는 두 전지중 낮은값을 따라가는것은 아는데 이경우는 동일한 2개의 전지를 적층

한 경우라서 잘 모르겠습니다.  단일전지에비하여 적층시 Jsc가 떨어졌습니다.

그리고 Voc의 상승도 원리를 알고싶습니다


참고로 이 형태의 전지이며 밑에있는 제가 질문했던글의 질문도 이 전지입니다
 
  • tandem
  • cell
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답변 2
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    김종수님의 답변

    태양전지 소자를 적층하게되면 흡광도에서 일단 차이가 날 것으로 보입니다 어떤 물질이든 일정한 반사율, 흡광율이 있으니까요 적층하게되면 효율은 자연스럽게 떨어지죠
    그리고 Voc는 pn-junction에서 build in voltage 차이를 크게 해야 높은 값을 얻을 수 있습니다 일단 단 물질간에 이론적인 값이 있지만 불순물등에 의해서 그 값이 낮아질 수 있습니다.
    태양전지 소자를 적층하게되면 흡광도에서 일단 차이가 날 것으로 보입니다 어떤 물질이든 일정한 반사율, 흡광율이 있으니까요 적층하게되면 효율은 자연스럽게 떨어지죠
    그리고 Voc는 pn-junction에서 build in voltage 차이를 크게 해야 높은 값을 얻을 수 있습니다 일단 단 물질간에 이론적인 값이 있지만 불순물등에 의해서 그 값이 낮아질 수 있습니다.
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    신동협님의 답변

    안녕하세요,

    다른 에너지 밴드갭을 가진 각각의 태양전지는 다른 Jsc 값을 가지게 됩니다.
    각각의 태양전지들이 직렬연결로 적층되었기 때문에 Voc 는 합이 되지만,
    Jsc는 가장 작은 값을 가지는 값으로 제한되게 됩니다. (병렬연결은 반대입니다.)

    이것에 의한 감소가 가장 크고, 또한 각각의 태양전지를 연결하는 tunnel junction이
    잘 이루어져 있지 않다면 이 또한 큰 감소를 유발하는 요소로 작용할 수 있습니다.

    다른 잘 이해되지 않는 부분이 있으면 말씀해주세요~
    안녕하세요,

    다른 에너지 밴드갭을 가진 각각의 태양전지는 다른 Jsc 값을 가지게 됩니다.
    각각의 태양전지들이 직렬연결로 적층되었기 때문에 Voc 는 합이 되지만,
    Jsc는 가장 작은 값을 가지는 값으로 제한되게 됩니다. (병렬연결은 반대입니다.)

    이것에 의한 감소가 가장 크고, 또한 각각의 태양전지를 연결하는 tunnel junction이
    잘 이루어져 있지 않다면 이 또한 큰 감소를 유발하는 요소로 작용할 수 있습니다.

    다른 잘 이해되지 않는 부분이 있으면 말씀해주세요~

    이 전지는 동일한전지를 적층한 전지인데 단일전지일때보다 그 단일전지를 적층했을때 Jsc가 감소했습니다. 그것이 궁금합니다

    TAPC:C60가 흡광층인가요? 동일 밴드갭의 태양전지를 적층(monolithic)하면 더 떨어지는 이유는 다음과 같습니다.
    1. 바텀셀과 탑셀의 흡광도 차이
    바텀에서 80의 빛이 흡수되고 80만큼의 전류를 발생시키고,
    탑에서는 20의 빛만을 흡수할 수 있고 20만큼의 전류를 발생시키게 됩니다.
    2-terminal 상태에서는 낮은 전류가 있는 셀기준으로 전체전류가 정해지기 때문에
    탑셀에서 발생시킨 20만큼의 전류값만 얻습니다.

    텐덤태양전지에서 monolithic의 경우
    탑셀/바텀셀 간의 밴드갭차이의 고려와 두께조절 및 기타 소자공학을 통해 탑셀/바텀셀의 각각의 전류발생값이 같도록 하는게 가장 이상적인 경우입니다.

    질문자님이 올리신것과 같은 텐덤셀 구조는 '반드시' 전류가 낮게 나올수밖에 없습니다.