유기태양전지의 역사, 종류, 메카니즘 및 전도성 고분자의 역사

소개글

유기태양전지의 역사와 개발과정과 기본이되는 파라미터(Voc, Isc, FF등)에 대한 설명과 그림을 수록해 놓았과 전기로 변환되는 과정을 상세히 적어 놓았습니다.
또한 전도성 고분자의 역사와 시초 발광메카니즘등 태양전지의 기본이 되는 OLED의 기본 개념또한 자세하게 설명했습니다.
유기태양전지와 OLED의 초보자와 중급자들께 도움이 많이 될것이라 생각됩니다.

목차

Contents
Chapter Ⅰ.Introduction

Ⅰ-1. Solar energy for future clean energy
Ⅰ-2. Experimental histories of organic photovoltaic cells
Ⅰ-3. Basic concept of organic photovoltaic cells
Ⅰ-3-1. Operating process of bulk hetero-junction photovoltaic cells
Ⅰ-3-2. Photon to current conversion steps of organic photovoltaic cells
1. Absorption of photons
2. Exciton diffusion
3. Charge separation
4. Charge transport
5. Charge collection
Ⅰ-3-3. General structures of organic photovoltaic cells
Ⅰ-3-4. Kinds of electron donor and acceptor materials
Ⅰ-4. The theory of organic photovoltaics
Ⅰ-4-1. Conducting polymers
1. Band theory
2. Free electron theory
3. Properties
4. Applications
Ⅰ-4-2. Fluorescence and phosphorescence
Ⅰ-4-3. Open circuit voltage (Voc)
Ⅰ-4-4. Short circuit current (Jsc, Isc)
Ⅰ-4-5. Fill factor (FF)
Ⅰ-4-6. Power conversion efficiency (PCE, η)
Ⅰ-4-7. Photo-induced charge transfer (PICT)
Ⅰ-4-8. Air mass (AM)
Ⅰ-4-9. Luminescence and quenching effect
Ⅰ-5. Variety of solar cells
Ⅰ-5-1. Silicon based inorganic solar cells
1. Crystalline silicon cells
2. Amorphous silicon cells
Ⅰ-5-2. CdTe solar cells
Ⅰ-5-3. CIGS (CuInGaSe2) solar cells
Ⅰ-5-4. Bulk hetero-junction solar cells
Ⅰ-5-5. Dye-sensitized solar cells (DSSC)
Ⅰ-6. The comparison of inorganic and organic solar cells

본문내용

Ⅰ-1. Solar energy for future clean energy
현재 세계 각국에서는 보다 나은 삶을 영유하기 위하여 다양한 미래 기술
에 투자하고 있다. 인간의 불로장생의 꿈을 이루기 위한 bio technology
(BT), 화학의 한계를 극복하기 위한 nano technology (NT), 시간과 거리의
한계를 넘어 서기 위해 무한 정보화 시대를 위한 information technology
(IT), 화석연료의 고갈에 따른 불안감을 해소하기 위한 청정에너지의 개발에
관심을 가지고 집중적으로 연구와 투자를 하고 있다. 이러한 기술 중 에너지
분야는 실생활에 가장 밀접한 관계를 맺고 있는 분야이다. 화석연료는 인간
생활을 편리하게 만들어 주었고 산업화를 앞당긴 완전한 에너지원으로 간주
되어 왔지만 산업화의 시작과 함께 이산화탄소의 배출량 또한 급격하게 증
가 하였고 이로 인한 공해의 발생, 오존층의 파괴, 자원의 고갈이라는 문제
점을 초래 하였다. 이러한 측면에서 대체에너지의 개발이 필수적인 요소로
부각되고 있다. 그럼에도 불구하고 세계적으로 소모되는 에너지 중 70% 이
상을 화석연료에 의존하고 있으며 이를 대체할 에너지를 개발하지 못한다면
약 40년 후 화석연료는 완전히 고갈되어 에너지 부족에 따른 혼란이 발생
할 것 이다. 이를 해결하기 위해 많은 과학자들이 공해를 발생시키지 않고
무공해이면서 오랜 기간 사용할 수 있는 대체에너지의 개발에 집중적으로
연구 하고 있으며 그 결과 수소, 지열, 풍력, 핵융합, 그린, 바이오매스, 태양
에너지 등 다양한 분야에서 우수한 결과가 발표되고 있다. 이러한 대체에너
지 중에서 태양에너지는 가장 깨끗하고 오랜 기간 사용할 수 있는 에너지
자원으로 연간 4 x10
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J에 달하는 에너지를 지구로 방출하기 때문에 상당한
관심거리일 수밖에 없다. 이론적으로 10%의 효율을 나타내는 유기태양전지
를 지구상의 1%의 면적에 설치하게 된다면 현재 전 세계가 사용하는 에너
지의 2배 이상의 에너지를 공급할 수 있다. 이러한 태양에너지를 전기에너지
- 2 -
로 변환시켜 사용하게 된다면 에너지 부족 사태를 방지할 수 있는 하나의
해결책이 될 것이다.
태양에너지의 연구 초기, silicon을 기본으로 한 무기태
양전지는 30%의 높은 효율로 인하여 상당한 관심을 받았고 실생활에 적용
되어 왔지만, 무기재료가 가지고 있는 무겁고 단단한 특성 때문에 유연성이
요구되는 분야에 사용될 수 없는 점과 더불어 실생활에 적용하고자 할 때의
고가적인 측면으로 인하여 상용화의 어려움이 있는 실정이다

참고 자료

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