As the fossil fuels are depleted nowadays, development of alternative energies is absolutely required in the world. Efficient production of hydrogen by water-splitting using solar energy can be one of the methods to solve the global energy and environmental problems. But this method has a problem of low conversion efficiency. The application of graphene can be one method to help increase the conversion efficiency. For this reason, mass production of high quality graphene is required. In this study, we prepared graphene using the chemical exfoliation method. We applied the Hummer's method and Tour's method to oxidize the graphite and could get the different Graphene Oxide(GO) from different process conditions. We also tried to convert the GO to graphene by thermal reduction and could remove functional group of GO effectively. The control of oxidation conditions was quite important to obtain the high quality graphene.
Photovoltaic effects in organic solar cell were studied in a cell configuration of ITO/PEDOT:PSS/CuPc(20nm)/$C_{60}$(40nm)/BCP/Al(150nm) at room temperature. Here, the BCP layer works as an exciton blocking layer. The exciton blocking layer must transport electrons from the acceptor layer to the metal cathode with minimal increase in the total cell series resistance and should absorb damage during cathode deposition. Therefore, a proper thickness of the exciton blocking layer is required for an optimized photovoltaic cell. Several thicknesses of BCP were made between $C_{60}$ and Al. And we obtained characteristic parameters such as short-circuit current, open-circuit voltage, and power conversion efficiency of the device under the illumination of AM 1.5.
한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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pp.1557-1559
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2009
By using optimum doping ratio (10 ~ 20 wt%) of glycerol, the power conversion efficiency (PCE) of organic photovoltaic devices based on poly (3-hexylthiophene) and phenyl-$C_{61}$-butyric acid methyl ester was dramatically increased from 3.23% to 5.03%. Finally, semitransparent organic photovoltaic devices including glycerol doped poly (3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly (styrene sulfonate) and thin Ag (< 1 nm) buffer layer typically have shown PCE > 3% with transmittance > 30% in visible ranges.
In this paper, OTEC(Ocean Thermal Energy Conversion) system with vapor-vapor ejector is newly proposed. And 6 wet refrigerants are applied into the proposed OTEC system for performance comparison. The results of comparison performance are as follows. In the view of system efficiency, R32/R744(90:10) has the highest efficiency among the 6 refrigerants. In case of evaporation capacity, pump work and mass flow rate of working fluid, R744, R717 and R717 is lowest value, respectively. As this results, the vapor-vapor ejector is able to increase the efficiency of system. And It is necessary to select the optimized working fluid considering environmental and economic factors.
N-type crystalline silicon solar cells have high metal impurity tolerance and higher minority carrier lifetime that increases conversion efficiency. However, junction quality between the boron diffused layer and the n-type substrate is more important for increased efficiency. In this paper, the current status and prospects for boron diffused layers in N-type crystalline silicon solar cell applications are described. Boron diffused layer formation methods (thermal diffusion and co-diffusion using $a-SiO_X:B$), boron rich layer (BRL) and boron silicate glass (BSG) reactions, and analysis of the effects to improve junction characteristics are discussed. In-situ oxidation is performed to remove the boron rich layer. The oxidation process after diffusion shows a lower B-O peak than before the Oxidation process was changed into $SiO_2$ phase by FTIR and BRL. The $a-SiO_X:B$ layer is deposited by PECVD using $SiH_4$, $B_2H_6$, $H_2$, $CO_2$ gases in N-type wafer and annealed by thermal tube furnace for performing the P+ layer. MCLT (minority carrier lifetime) is improved by increasing $SiH_4$ and $B_2H_6$. When $a-SiO_X:B$ is removed, the Si-O peak decreases and the B-H peak declines a little, but MCLT is improved by hydrogen passivated inactive boron atoms. In this paper, we focused on the boron emitter for N-type crystalline solar cells.
The short-term stability of high efficiency polymer : nonfullerene solar cells was investigated by employing a quick (ten cycles) current density-voltage (J-V) cycling method. Polymer : nonfullerene solar cells with initial power conversion efficiency (PCE) of >10% were fabricated using bulk heterojunction (BHJ) films of poly[(2,6-(4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)-benzo[1,2-b:4,5b']dithiophene))-alt-(5,5-(1',3'-di-2-thienyl-5,7'-bis(2-ethylhexyl)benzo[1',2'-c:4',5'-c']dithiophene-4,8-dione))] (PBDB-T) and 3,9-bis(2-methylene-((3-(1,1-dicyanomethylene)-6/7-methyl)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene (IT-M). One set of the BHJ (PBDB-T : IT-M) films was thermally annealed at $160^{\circ}C$ for 30min, while another set was used without any thermal treatment after spin-coating. The quick J-V scan (cycling) measurement disclosed that the PCE decay was relatively slower for the annealed BHJ layers than the unannealed (as-cast) BHJ layers. As a result, after ten cycles, the annealed BHJ layers delivered higher PCE than the unannealed BHJ layers due to higher and more stable trend in fill factor. The present quick J-V cycling method is simple but expected to be useful for the prediction of short-term stability in organic solar cells.
Cui, Hui-Ling;Kim, Seung Tae;Chalapathy, R.B.V.;Kim, Ji Hye;Ahn, Byung Tae
Current Photovoltaic Research
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제7권4호
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pp.103-110
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2019
Cu(In,Ga)3Se5 (β-CIGS) has a band gap of 1.35 eV, which is an optimum value for high solar-energy conversion efficiency. The effects of Cu and Ga content on the cell performance were investigated previously. However, the effect of Se content on the cell performance is not well understood yet. In this work, β-CIGS films were fabricated by three-stage co-evaporation of elemental sources with various Se fluxes at the third stage instead of at all stages. The average composition of five samples was Cu1.05(In0.59,Ga0.41)3Sey, where the stoichiometric y value is 5.03 and the stoichiometric Se/metal (Se/M) ratio is 1.24. We varied the Se/metal ratio in a range from 1.18 to 1.28. We found that the best efficiency was achieved when the Se/M ratio was 1.24, which is exactly the stoichiometric value where the CIGS grains on the CIGS surface were tightly connected and faceted. With the optimum Se/M ratio, we were able to enhance the cell efficiency of a β-CIGS solar cell from 9.6% to 12.0% by employing a Na2S post deposition treatment. Our results indicate that Na2S post deposition treatment is very effective to enhance the cell efficiency to a level on par with that in α-CIGS cell.
태양광발전이란 태양에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 것이다. 지난 5년 동안 태양광발전은 세계적으로 높은 성장률을 보여 왔다. 특히 2006년에는 30%, 이상의 성장을 가져왔으며 앞으로 20년 동안 평균 생산 성장률은 매년 27%-34%가 될 것으로 예상하고 있다. 현재까지는 태양광발전을 이용해 생산된 전력의 가격은 기존 전력발전의 가격보다 높지만 태양광 기술의 발전과 효율의 향상으로 점점 그 가격이 떨어지고 있다. 뿐만 아니라 태양전지용의 실리콘 기판의 대량생산은 점점 더 태양전지의 가격 저하를 가져오고 있다. 태양전지의 변화효율의 한계는 30%이다. 현재에는 결정질 실리콘 태양전지가 주를 이루고 있지만 미래에는 박막 실리콘 태양전지가 주도를 이룰 것이다. 2030년에는 박막 태양전지가 90%이상을 이루고 결정질 태양전지는 10% 이하로 떨어질 것을 예상하고 있다. 성균관대학교에서는 결정질 실리콘 태양전지의 저가화와 고효율화를 주 연구로 수행하고 있다. 현재 성균관대학교에서는 스크린 프린트를 이용해서 16% 이상의 다결정 실리콘 태양전지와 17% 이상의 단결정 실리콘 태양전지를 성공적으로 제작하였다. 제 1세대에서 다음 세대의 태양전지 발전의 과정은 새로운 접근법으로 확대되지만 여전히 실리콘이 지금까지 주된 재료로 쓰이고 있다. 2010년까지 이러한 기술들에 대한 격차는 여전히 있지만 태양광발전을 통한 전력생산의 가격은 60 cent/watt 정도로 예상하고 있다. 태양광발전은 청정에너지로서 재생불가능 하고 고갈되어가고 환경오염을 일으키는 다른 에너지와 비교하여 점점 대체에너지로서의 자리를 확립해 가고 있다.
Dzhafarov, Tayyar D.;Pashaev, Arif M.;Tagiev, Bahadur G.;Aslanov, Shakir S.;Ragimov, Shirin H.;Aliev, Akper A.
Advances in nano research
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제3권3호
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pp.133-141
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2015
Influence of Ag nanoparticles on optical and photovoltaic properties of, silicon substrates, silicon solar cells and glass have been investigated. Silver nanoparticles have been fabricated by evaporation of thin Ag layers followed by the thermal annealing. The surface plasmon resonance peak was observed in the absorbance spectrum at 470 nm of glass with deposited silver nanoparticles. It is demonstrated that deposition of silver nanoparticles on silicon substrates was accompanied with a significant decrease in reflectance at the wavelength 360-1100 nm and increase of the absorption at wavelengths close to the band gap for Si substrates. We studied influence of Ag nanoparticles on photovoltaic characteristics of silicon solar cells without and with common use antireflection coating (ARC). It is shown that silver nanoparticles deposited onto the front surface of the solar cells without ARC led to increase in the photocurrent density by 39% comparing to cells without Ag nanoparticles. Contrary to this, solar cells with Ag nanoparticles deposited on front surface with ARC discovered decrease in photocurrent density. The improved performance of investigated cells was attributed to Ag-plasmonic excitations that reduce the reflectance from the silicon surface and ultimately leads to the enhanced light absorption in the cell. This study showed possibility of application of Ag nanoparticles for the improvement of the conversion efficiency of waferbased silicon solar cells instead of usual ARC.
In a research on the practical dye-sensitized solar cell, a study on a large module have preference because module must be able to generate the proper current that is possible to convert electrically. So the parallel connection of dye-sensitized solar cells which outputs a large current easily is essential. However, there is a current loss in a paralle connection of dye-sensitized solar cells and the loss becomes larger according to increasing the number of parallel connection. In this study, we analyzed the cause of the current loss in the parallel connection by using the equivalent circuit analysis. One DSC used in this experiment had an active area $8cm^2$(4.62cm$\times$1.73cm) and it attained a conversion efficiency of 5.43% under 1 sun illumination ($P_{in}$ of 100 mW/$cm^2$) using a solar simulator.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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