전자전달증대기를 이용한 고효율 태양전지 시스템에서 전자전달증대기 입력 교류 전압 변화에 따른 태양전지 효율 향상에 대한 연구

Abstract

본 연구에서는 기존의 상업용 태양전지에서 전자-정공 재결합을 최소화하여 태양전지의 효율을 향상시키는 부가장치인 전자전달증대기(Electron Relay Enhancer: ERE)를 소개한다. 전자전달증대기는 교류 전력 공급 장치와 연결된 두 개의 캐패시터와 전자의 흐름 방향을 제어하는 브릿지 다이오드 시스템으로 구성되어 있다. 두 개의 캐패시터는 브릿지 다이오드 시스템을 통하여 태양전지로부터 전자를 포집하고 포집된 전자를 로드저항이나 인버터쪽으로 펌핑하는 것을 반복한다. 양으로 대전된 한 개의 캐패시터가 전자를 포집하는 동안 음으로 대전된 다른 캐패시터는 전자를 펌핑한다. 태양전지에서 여기된 전자가 정공에 재결합되기 전에 양으로 대전된 캐패시터는 태양전지로부터 더 많은 여기된 전자를 끌어온다. 이러한 까닭에 ERE 시스템은 태양전지의 효율을 증대시킨다. 연구결과로 ERE 활성 시 태양전지의 증가된 전력은 각각의 실험조건에서 5.9 W에서 25.6 W사이였고, 가장 높은 태양전지전력증가율은 ERE 비활성 시 태양전지 전력의 30.8%였다. In this paper, we would like to introduce Electron Relay Enhancer (ERE), a supplementary device, which improves commercial solar cell efficiency minimizing electron-hole recombination of solar cell. The ERE in this study is mainly composed of two capacitors which are connected to AC power source and bridge diode system which controls electron flow direction. Two capacitors repeat collecting electrons from solar cell and pumping the collected electrons to load resistance or inverter through the bridge diode system. While one positively charged capacitor collect electrons, the other negatively charged one pumps electrons. A positively charged capacitor pulls the more exited electrons from the solar cell, before the exited electrons recombine the holes in solar cell. That is why the ERE system enhances solar cell efficiency. As a result, the measured power increase of the solar cell with the ERE is varied from 5.9 W to 25.6 W in each experimental condition. Maximal increase rate of the solar cell power with ERE is 30.8% of solar cell power without ERE.