• 제목/요약/키워드: flexible solar cell

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유연 InGaP/GaAs 2중 접합 태양전지 모듈의 신뢰성 확보를 위한 실험 및 수치 해석 연구 (Reliability Assessment of Flexible InGaP/GaAs Double-Junction Solar Module Using Experimental and Numerical Analysis)

  • 김영일;;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.75-82
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    • 2019
  • 유연 태양 전지는 최근 휴대용 배터리, 웨어러블 소자, 로봇, 드론 및 비행기와 같은 광범위한 응용 분야로 인해 큰 주목을 받고 있다. 특히, 고효율 및 높은 신뢰성을 갖는 유연 실리콘 및 화합물 반도체 태양 전지의 요구가 계속 증가하고 있다. 본 연구에서는 유연 InGaP/GaAs 2중 접합 태양전지 모듈을 개발하였다. 특히 제작된 유연 태양전지 모듈의 신뢰성을 확보하기 위하여, 풍속 및 주위 온도가 태양 전지 작동 온도에 미치는 영향을 수치해석으로 분석하였다. 3종류의 풍속(0 m/s, 2.5 m/s 및 5 m/s) 및 2종류의 주변 온도 조건(25℃ 및 33℃)에 대하여 태양 전지 모듈의 온도 분포를 해석하였다. 유연 태양전지 모듈의 유연성은 굽힘 시험 및 굽힘 수치해석을 통하여 평가하였다. 25℃ 온도조건에서 풍속이 0 m/s 일 때, 태양 전지 셀의 최대 온도는 149.7℃이다. 풍속이 2.5 m/s로 증가되었을 경우, 태양 전지의 온도는 66.2℃로 크게 감소되었다. 또한 풍속이 5 m/s 인 경우, 태양 전지의 온도는 48.3℃로 급격히 감소함을 알 수 있었다. 주변 온도 또한 태양 전지의 작동 온도에 영향을 미친다. 2.5 m/s의 풍속에서 주변 온도가 33℃로 증가할 경우, 태양 전지의 온도는 74.2℃로 약간 증가하였다. 따라서 태양 전지 셀의 온도에 영향을 미치는 가장 중요한 인자는 풍속으로 인한 열 방출 효과임을 알 수 있었다. 또한 태양 전지의 최대 온도는 사용된 소재들의 유리 전이 온도보다 낮기 때문에, 열 변형 및 모듈의 열화 가능성은 매우 낮을 것으로 예측된다. 제작된 태양전지 모듈은 굽힘 반경 7 mm까지 굽힐 수 있어 비교적 우수한 유연성을 갖고 있었다. 또한 향후 neutral plane 해석을 통하여 태양전지 셀을 neutral plane에 위치시키면 유연성이 크게 증가할 것으로 예측된다.

플렉서블 CIGS 태양전지의 고온고습 환경 고장 기구 분석 (Evaluation of Failure Mechanism of Flexible CIGS Solar Cell Exposed to High Temperature and Humid Atmosphere)

  • 김혁수;변재원
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제16권1호
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    • pp.41-47
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    • 2016
  • Purpose: The purpose of this study was to evaluate electrical and structural degradation of flexible CIGS sollar cell exposed to high temperature and humid atmosphere. Method: Accelerated degradation was performed for various time under $85^{\circ}C/85%RH$ and then electrical and structural properties were analyzed by 4-point probe method, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD). Results: Sheet resistance of the top ITO layer increased with exposure time to the high temperature and humid atmosphere. Blunting of the protrusion morphology of ITO layer was observed for the degraded specimen, while no phase change was detected by XRD. Oxygen was detected at the edge area after 300 hours of exposure. Conclusion: Increase in electrical resistance of the degraded CIGS solar cell under high temperature and humid environment was attribute to the oxygen or water absorption.

${\codt}$ 무기 하이브리드 재료를 이용한 플렉서블 태양전지 섬유의 개발 (Development of a flexible solar cell fiber by using an organic-inorganic hybrid materials)

  • 송준형;김주용;박정현;김구영;김영관
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.299-301
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    • 2007
  • An organic-inorganic hybrid solar cell fibers with characteristics such as formability, low-cost and tailorability was developed by deposition of C60 and CuPc on fiber surface. In spite of some variation according to the temperature of ITO deposition, the maximum open circuit voltage of 0.39V was attained at $150^{\circ}C$(1000end). The resulting solar cell showed the performances Isc=0.482, Voc=0.320, FF=0.285 ${\eta}_{e}=0.044$% which are comparable to one of other types of solar cells in literature.

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유연 염료감응 태양전지 소재 및 요소기술 동향 (Materials and Compartments for Flexible Dye Sensitized Solar Cell)

  • 정인수;박병욱;이재준
    • 전기화학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.86-94
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    • 2015
  • 전세계적으로 화석에너지의 고갈로 인한 환경문제의 도래와 에너지 부족문제를 해결하기 위하여, 다양한 각도에서 태양전지의 개발이 추진되고 있다. 그 중에서도 유연염료감응태양전지의 개발은 그 활용도가 높고, 낮은 생산단가로 인하여 그 상용화에 더욱 가까운 연구 테마라고 하겠다. 여기서는 유연태양전지 분야의 연구 동향 및 최신 기술 및 재료들을 소개함으로써 앞으로의 연구방향을 제시하고자 한다.

금속 후면 반사막이 GaAs 태양전지의 효율에 미치는 영향 (The Effect of Metal Back-reflective Layers on the Performance of Transfer Printed GaAs Solar Cells)

  • 최원정;김창주;강호관;조성진
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제2권2호
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    • pp.73-77
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    • 2014
  • To investigate the effect of metal back-reflective layers (MBLs) on the performance of GaAs solar cells, we fabricated GaAs solar cells on Al and Ag metal layers using the transfer printing technique. We also investigated the effect of MBL texturing on the performance of transfer printed GaAs solar cells. Transfer printed solar cells with MBLs exhibited improved photovoltaic performance compared to solar cells without MBLs due to light trapping. We demonstrated GaAs solar cells with MBLs on a flexible substrate and performed systematic bending tests. All the measured characteristics of solar cells showed little change in performance.

Polyimide 기판을 이용한 Flexible CIGS 박막 태양전지 제조 (Fabrication of Flexible CIGS thin film solar cells using Polyimide substrate)

  • 정승철;안세진;윤재호;곽지혜;김도진;윤경훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.153-155
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    • 2009
  • In this study, we fabricated the $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) thin-film solar cells by using a polyimide substrate. The CIGS thin-film was deposited on Mo coated polyimide substrate by a 3-stage co-evaporation technique. Because the polyimide shows thermal transformation at about $400^{\circ}C$, the substrate temperature of co-evaporation process was set to below $400^{\circ}C$. Corresponding solar cell showed a conversion efficiency of 7.08 % with $V_{OC}$ of 0.58 V, $J_{SC}$ of 24.99 $mA/cm^2$ and FF of 0.49.

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유한요소해석을 이용한 CIGS 박막 태양전지용 Fe-Ni 합금 기판재 열적 거동 연구 (Study on Thermal behavior of Flexible CIGS Thin Film Solar Cell on Fe-Ni Alloy Substrates using Finite Element Analysis)

  • 한윤호;이민수;김동환;임태홍
    • 한국표면공학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.23-26
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    • 2015
  • What causes the transformation of a solar cell is the behavior difference of thermal expansion occurred between the substrate and the layer of semiconductor used in the solar cell. Therefore, the substrate has to possess a behavior of thermal expansion that is similar with that of semiconductor layer. This study employed electroforming to manufacture Fe-Ni alloy materials of different compositions. To verify the result from a finite element analysis, a two-dimensional Mo substrate was calculated and its verification experiment was conducted. The absolute values from the finite element analysis of Mo/substrate structure and its verification experiment showed a difference. However, the size of residual stress of individual substrate compositions had a similar tendency. Two-dimensional CIGS/Mo/$SiO_2$/substrate was modeled. Looking into the residual stress of CIGS layer occurred while the temperature declined from $550^{\circ}C$ to room temperature, the smallest residual stress was found with the use of Fe-52 wt%Ni substrate material.

전기화학적 전착에 의한 태양전지용 저가 유연 금속 메쉬 제작 (Preparation of Low-cost and Flexible Metal Mesh Electrode Used in the Hybrid Solar Cell by Simple Electrochemical Depositon)

  • 이주열;이상열;이주영;김만
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.123.1-123.1
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    • 2017
  • Hybrid solar cells have intensively studied in recent years due to their advantages such as cost effectiveness and possibility of applications in flexible and transparent devices. It is critical to fabricate individual layer composed of organic and inorganic materials in the hybrid solar cell at low cost. Therefore, it is required to manufacture cheaply and enhance the photon-to-electricity conversion efficiency of each layer in the flexible solar cell industry. In this research, we fabricated pure Cu metal mesh electrode prepared by using electroplating and/or electroless plating on the Ni mold which was manufacture through photolithography, electroforming, and polishing process. Copper mesh was formed on the surface of nickel metal working master when pulsed electrolytic copper deposition were performed at various plating parameters such as plating time, current density, and so on. After electrodeposition at 2ASD for 5~30seconds, the line/pitch/thickness of copper mesh sheet was $1.8{\sim}2.0/298/0.5{\mu}m$.

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